Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Для проведения опытов располагают генератор СВЧ и приёмную рупорную антенну, со-
единённую с осциллографом, на расстоянии 0,7 метра. Устанавливают главные направления
источника и приёмника параллельно и располагают между ними модель дихроичного кри-
сталла так, чтобы электрический вектор Е волны при облучении пластинки был параллелен
её главной оси. Отмечают прохождение необыкновенной волны через модель дихроичного
кристалла без существенного ослабления. Вращая приёмную антенну как анализатор, убеж-
даются, что направление поляризации волны, проходящей через анизотропную пластинку,
параллельно главной оси волноводной структуры. Повернув источник радиоволн как поля-
ризатор на угол 90º, облучают дихроичную пластинку волной, электромагнитный вектор
Е
которой перпендикулярен главной оси волноводной структуры. Вращая приёмную рупорную
антенну (как анализатор) вокруг её продольной оси, убеждаются в отсутствии прохождения
волн через анизотропную дихроическую пластинку.
Облучают модель дихроического кристалла электромагнитной волной, электрический
вектор
Е
которой составляет с главной осью ОР анизотропной пластинки угол α = 45º. В
модели кристалла электромагнитная волна распадается на две компоненты (обыкновенную и
необыкновенную) с ортогональными линиями поляризации:
eo
EE ⊥ , причем амплитуды этих
волн одинаковы:
2
E
EE
eo
== . Вследствие дихроизма анизотропной волноводной пластинки
необыкновенная компонента
e
E проходит через модель кристалла, а обыкновенная
o
E испы-
тывает резкое затухание и не проходит через модель кристалла. Вращая приёмную антенну
вокруг её продольной оси, убеждаемся, что направление поляризации волны, проходящей
через модель дихроического кристалла, совпадает с главной осью ОР анизотропной пластин-
ки. Другими словами, угол между линиями поляризации первоначальной волны E и прохо-
дящей волны
e
E
равен 45º.
Проделаем ещё один эксперимент. Установим источник и приёмник СВЧ на одной пря-
мой так, чтобы их главные направления ОП и ОА как поляризатора и анализатора образовали
угол 90º (рис. 50). Включив приборы, отмечают отсутствие прохождения волн. Устанавли-
вают модель дихроичного кристалла между источником и приём-
ником так, что главная "оптическая" ось ОР дихроичной пластин-
ки составляла с линиями поляризатора и анализатора угол α = 45°.
Отмечают частичное прохождение волн.
Объяснение опыта. Так как электрический вектор
E
первич-
ной волны составляет с главной осью ОР дихроичные пластинки
угол α = 45°, то в пластинке данная волна распадается на две вол-
ны (обыкновенную и необыкновенную)
o
E и
e
E равных амплитуд
(рис. 50). В дихроичной пластинке обыкновенная волна затухает, а
необыкновенная проходит без заметного поглощения, причём
2
E
E
e
=
. Анализатор пропус-
кает лишь волну с амплитудой
2
A
e
E
E
= , т.е. амплитуда принимаемой волны составляет поло-
вину от амплитуды первичной волны:
2
A
E
E
= . Интенсивность волны регистрируемой приём-
ником, будет в четыре раза меньше интенсивности волны, излучаемой источником радио-
волн. Если главная "оптическая" ось ОР дихроичной пластинки в этом опыте совпадает с ли-
нией поляризатора или с линией анализатора, то снова наблюдается отсутствие прохождения
волн. Этот опыт аналогичен оптическому эксперименту с тремя пластинками турмалина.
Более просто квазиоптическую модель дихроичного кристалла в диапазоне СВЧ можно
изготовить на основе металлоленточной структуры (рис. 49, б). Модель дихроичного кри-
сталла состоит из большого числа тонких металлических лент шириной d = 40 мм, установ-
ленных на расстоянии b = 13 мм друг от друга. Ленты структуры скрепляются тонкими ме-
таллическими шпильками. За главную квазиоптическую ось ОР такой анизотропной пла-
Рис. 50
П
А

Страницы