Элементарные излучатели электромагнитных волн. Кубанов В.П. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУТИ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

22
1
=
0
=
0
 2
(1 + cos ) sin

, (3.3)
2
=
0
=
0
 2
(1 + cos ) cos 

. (3.4)
Если ввести обозначение =
 2
, то амплитудные ненормирован-
ные характеристики направленности этих составляющих будут иметь вид:
1
=
1
,

= (1 + cos )
sin
, (3.5)
2
=
2
,

= (1 + cos )
cos
. (3.6)
Из рис. 3.3 нетрудно установить, какие плоскости будут главными. Плос-
кость  (= 90
°
) является – плоскостью, как для элементарного электри-
ческого излучателя, так и для элементарного магнитного излучателя. Плоскость
 (= 0
°
) является – плоскостью, как для элементарного электрического
излучателя, так и для элементарного магнитного излучателя. При этом в каж-
дой из главных плоскостей остается по одной составляющей. В – плоскости
сохраняется только составляющая

= (1 + cos ), а в – плоскости ос-
тается составляющая

= (1 + cos ) . Следовательно, нормированные
амплитудные характеристики направленности элемента Гюйгенса в главных
плоскостях одинаковы и определяются формулой:
() =
1 + cos
2
. (3.7)
Нормированная амплитудная диаграмма направленности, рассчитанная
по формуле (3.7), имеет форму кардиоиды и показана на рис. 3.4.
Рис. 3.4
Видно, что, элемент Гюйгенса обладает однонаправленными свойствами:
максимум излучения перпендикулярен поверхности элемента и направлен в
сторону движения волны; в обратном направлении — излучения нет. В любой
плоскости, проходящей через ось Z, но отличной от главных, нормированная
диаграмма направленности суммарного поля двух составляющих будет иметь
такой же вид. Это вывод следует из формул (3.5) и (3.6) с учетом того, что
=
1
2
+
2
2
. (3.8)
Z
1
X или Y
     𝐸1𝑚 = 𝜃0 𝐸𝜃𝑚 = 𝜃0 𝑗 𝐸𝜏 ∆𝑆 2𝑟𝜆 (1 + cos 𝜃) sin 𝜑𝑒 −𝑗𝑘𝑟 ,          (3.3)
      𝐸2𝑚 = 𝜑0 𝐸𝜑𝑚 = 𝜑0 𝑗 𝐸𝜏 ∆𝑆 2𝑟𝜆 (1 + cos 𝜃) cos 𝜑𝑒 −𝑗𝑘𝑟 .          (3.4)
      Если ввести обозначение 𝐺 = 𝐸𝜏 ∆𝑆 2𝑟𝜆, то амплитудные ненормирован-
ные характеристики направленности этих составляющих будут иметь вид:
       𝐸1𝑚 = 𝑓1 𝜃, 𝜑 = 𝐺(1 + cos 𝜃) sin 𝜑 ,                            (3.5)
       𝐸2𝑚 = 𝑓2 𝜃, 𝜑 = 𝐺(1 + cos 𝜃) cos 𝜑 .                            (3.6)
      Из рис. 3.3 нетрудно установить, какие плоскости будут главными. Плос-
кость 𝑍𝑂𝑌 (𝜑 = 90° ) является 𝐸 – плоскостью, как для элементарного электри-
ческого излучателя, так и для элементарного магнитного излучателя. Плоскость
𝑍𝑂𝑋 (𝜑 = 0° ) является 𝐻 – плоскостью, как для элементарного электрического
излучателя, так и для элементарного магнитного излучателя. При этом в каж-
дой из главных плоскостей остается по одной составляющей. В 𝐸 – плоскости
сохраняется только составляющая 𝐸𝜃𝑚 = 𝐺(1 + cos 𝜃), а в 𝐻 – плоскости ос-
тается составляющая 𝐸𝜑𝑚 = 𝐺(1 + cos 𝜃) . Следовательно, нормированные
амплитудные характеристики направленности элемента Гюйгенса в главных
плоскостях одинаковы и определяются формулой:
      𝐹(𝜃) = 1 + cos 𝜃 2.                                              (3.7)
      Нормированная амплитудная диаграмма направленности, рассчитанная
по формуле (3.7), имеет форму кардиоиды и показана на рис. 3.4.

                                       Z
                                           1



                                               

                                           0
                                                    X или Y
                                       Рис. 3.4

     Видно, что, элемент Гюйгенса обладает однонаправленными свойствами:
максимум излучения перпендикулярен поверхности элемента и направлен в
сторону движения волны; в обратном направлении — излучения нет. В любой
плоскости, проходящей через ось Z, но отличной от главных, нормированная
диаграмма направленности суммарного поля двух составляющих будет иметь
такой же вид. Это вывод следует из формул (3.5) и (3.6) с учетом того, что
                     2        2
      𝐸𝑚 =     𝐸1𝑚       + 𝐸2𝑚 .                                      (3.8)


                                               22

Страницы