Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 101 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Геометрической разности хода ∆ вторичных волн от любых двух соседних субзон соответствует разность
фаз φ, равная
∆
λ
π
=∆=ϕ
2
k , (3.7.18)
где k – волновое число. Учитывая выражение (3.7.17), получим
N
π
=ϕ
. (3.7.19)
Данное разбиение плоского волнового фронта на субзоны приводит к тому, что вторичная волна от второй
субзоны отстаёт от вторичной волны от первой субзоны на отрезок ∆; вторичная волна от третьей субзоны отста-
ёт от вторичной волны от первой субзоны на отрезок 2∆; от третьей субзоны вторичная волна отстаёт на отре-
зок 3∆ и т.д. Примем значение фазы волны, приходящей от первой субзоны, за нуль. Тогда при указанном спо-
собе разбиения волновой поверхности на кольцевые субзоны, фазы вторичных волн, приходящих от них в
точку
F, образуют арифметическую прогрессию: 0, ϕ, 2ϕ, 3ϕ, …, iϕ, … . Несмотря на равенство площадей
кольцевых участков, амплитуды вторичных волн, приходящих в точку наблюдения, неодинаковы:
>>
21
EE
......
3 i
EE >>> , так как с увеличением номера i субзоны увеличивается угол
i
α
между нормалью и волновой
поверхности и направлением в точку наблюдения. Вследствие этого векторная диаграмма, изображающая ко-
лебания вторичных волн в точке
F, имеет вид ломаной линии, вписанной в спираль (рис. 138).
Оставив неизменной фазу вторичных волн от первой субзоны, уменьшим фазы волн от второй, третьей и
так далее субзон, соответственно, на
ϕ, 2ϕ, 3ϕ, … . В результате такого изменения фаз вторичных волн ломаная
линия векторной диаграммы превратится в прямую линию, состоящую из звеньев различной длины (рис. 138), а
амплитуда результирующей волны, приходящей в точку
F наблюдения, будет равна
∑
=
=
n
i
i
EE
1
, где n – число
кольцевых участков волновой поверхности. Указанное изменение фаз вторичных волн можно достичь путём
покрытия площадей кольцевых субзон соответствующим слоем прозрачного диэлектрика. Однако поставить
подобный лекционный опыт в оптическом диапазоне волн крайне затруднительно. Тем не менее, полученный
вывод находит наглядное подтверждение в сантиметровом диапазоне электромагнитных волн (2,3
=λ см). Ра-
зобьём каждую зону Френеля плоского волнового фронта на
N = 3 субзоны. Тогда геометрическая разность хо-
да вторичных волн от двух любых соседних субзон, согласно формуле (3.7.17), равна
6
λ
=∆
, а их разность фаз,
согласно формуле (3.7.19),
3
π
=ϕ
. При f = 50 см и
6
λ
=∆ радиусы кольцевых участков субзон, согласно формуле
(3.7.15), равны
ir
i
3,7= (см), где i – порядковый номер субзоны. Изменение фаз вторичных волн, идущих от
субзон в точку наблюдения
F, достигается покрытием площадей кольцевых участков (рис. 147) металлоленточ-
ной структурой, эквивалентный показатель преломления которой при расстоянии между лентами
а = 18 мм ра-
вен
n =
2
2
1
λ
−
a
= 0,46.
Толщина
d
i
искусственной среды, покрывающей второй, третьей и т.д. кольцевой участок, выбирается та-
кой, чтобы скомпенсировать соответствующую геометрическую разность хода
i∆ вторичных волн, и определя-
ется на основе формул
=
2
d
n−
∆
1
;
=
3
d
n−
∆
1
2
;
=
4
d
n−
∆
1
3
; …; =
i
d
n
i
−
∆−
1
)1(
; … . (3.7.20)
Учитывая формулу (3.7.17), можно найти общее выражение для определения толщины искусственной среды,
покрывающей
i-ю субзону

Страницы