Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 91 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3.5. ЗОННЫЕ ПЛАСТИНКИ, РАБОТАЮЩИЕ
НА ПРОХОЖДЕНИЕ, И ФОКУСИРОВКА ВОЛН
Пусть имеется источник волн и приёмник, между которыми расположен экран с круглым отверстием. Ра-
зобьём волновую сферическую поверхность в области отверстия на кольцевые зоны Френеля. Пусть число зон,
которые укладываются в отверстии, равно m = 5. Тогда амплитуда результирующей волны, регистрируемая
приёмником, согласно принципа Гюйгенса–Френеля будет равна
543211
EEEEEE
p
+−+−=
. (3.5.1)
Возникает проблема: как можно увеличить амплитуду волны, регистрируемую приёмником? Существует
два различных способа решения этой проблемы. Во-первых, исключим действие, например, четных зон. Это
можно сделать с помощью, так называемой амплитудной зонной пластинки, которая для световых волн пред-
ставляет собой стеклянную пластинку, на которой нанесено непрозрачное покрытие так, что оно закрывает все
чётные зоны Френеля и оставляет открытыми все нечётные кольцевые зоны. Более просто амплитудную зон-
ную пластинку можно изготовить для радиоволн. Она состоит из металлических колец, закрывающих чётные
зоны Френеля (рис. 124). Радиусы зон Френеля рассчитаны по формуле (3.2.15) при R = L = 0,5 м и λ = 3,2 см, i
= 1; 2; 3; … . Для проведения опыта устанавливают источник и приёмник радиоволн на расстоянии R + L = 100
см. Измеряют интенсивность волн, проходящих через отверстие, содержащее m = 5 зон Френеля. Установив
между источником и приёмником волн амплитудную зонную пластинку, отмечают увеличение интенсивности,
принимаемых волн. Из формулы (3.5.1) следует, что результирующее колебание, приходящее от амплитудной
зонной пластинки, равно
5312
EEEE
p
++=
. (3.5.2)
Легко видеть, что
12 pp
EE > . Векторная диаграмма сложения колебаний, да-
ваемых амплитудной зонной пластинкой, будет аналогична рис. 120.
Во-вторых, ещё большее увеличение амплитуды можно получить с помощью
фазовой зонной пластинки, в которой колебания нечётных зон не уничтожаются,
как это имело место ранее, а изменяют фазу на π. Такое изменение фазы чётных
зон можно достичь, если площади этих зон покрыть прозрачным диэлектриком
соответствующей толщины. В фазовой зонной пластинке для радиоволн (рис. 125)
чётные зоны покрываются металлоленточной структурой при расстоянии между
лентами а = 20 мм. При λ = 3,2 см эквивалентный показатель преломления металло-
ленточной структуры
6,0
2
1
2
=
λ
−=
a
n . Чтобы обеспечить изменение фаз чёт-
ных зон на π, площади этих зон покрываются искусственным диэлектриком (металлоленточной структурой),
толщина d которого удовлетворяет условию
2
)1(
λ
=− nd . (3.5.3)
Результирующее колебание, приходящее от всех зон фазовой зонной пла-
стинки, равно
543213
EEEEEE
p
++++=
. (3.5.4)
Легко видеть, что
23 pp
EE >
. Векторная диаграмма сложения колебаний, да-
ваемых фазовой зонной пластинкой, будет аналогична рис. 121.
Рис. 124
Рис. 125

Страницы