Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 99 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ходимо значительно увеличить число субзон N, на которое разбивается каждая зона Френеля и изменить соот-
ветствующие фазы вторичных волн, т.е. необходимо перейти от
ступенчатой фазовой субзонной пластинки к
вогнутому зеркалу. Чтобы найти форму поверхности собирающего зеркала, необходимо из выражений (3.7.2) и
(3.7.10) исключить величину
∆ . При больших порядковых числах субзон можно считать, что i ≈ (i – 1). Тогда
получим уравнение гиперболы
22
2 dfdr += . (3.7.12)
Другими словами, собирающее зеркало, не обладающее сферической аберрацией, должно иметь поверх-
ность в виде
гиперболоида вращения. Если величину
∆
исключить из уравнений (3.7.3) и (3.7.10), то получим
уравнение параболы
fdr 2
2
= . (3.7.13)
Рис. 142
Следовательно, в первом приближении форму поверхности собирающего зеркала можно считать
парабо-
лоидом вращения
.
Дадим понятие о зонировании собирающих зеркал. С помощью ступенчатой фазовой субзонной пластинки
изменялись фазы вторичных волн, идущие от всех субзон, кроме первой субзоны. При
N = 3 фаза волны, идущая
от седьмой субзоны изменилась на 2
π, т.е. вектор
7
E на диаграмме (рис. 138) поворачивается по часовой стрелке
на угол 2
π. Однако такое изменение фазы на 2π не влияет на соотношение всех фаз вторичных волн, приходящих
в точку наблюдения. Следовательно, отражающую поверхность седьмой субзоны не следует сдвигать навстречу
падающим волнам согласно формуле (3.7.10) на отрезок
=
−
=
did
i
)1(
2
)1(
∆
−= i
. При 2,3=λ см и N = 3 имеем
16
212
)1(
7
=
λ
=
λ
−= id мм. Поверхность восьмой, девятой и т.д. субзон следует сместить соответственно на от-
резки:
d; 2d; 3d и т.д. (см. рис. 139, б). При этом фазовые соотношения вторичных
волн останутся прежними. Другими словами, для осуществления фокусировки волн
спираль векторной диаграммы следует "разматывать" не всю сразу, а каждую лома-
ную окружность или многоугольник по отдельности (рис. 142).
Всё это говорит о том, что изменение фазы отражённых волн на 2
π или сдвиг
отражающих поверхностей субзон на
2
λ
не изменяет фокусирующих свойств ступен-
чатой фазовой субзонной пластинки. На рисунке 143 показана
зонированная фазовая
субзонная пластинка
для сантиметровых радиоволн. Опыт показывает, что её фоку-
сирующее действие то же, что и обычной фазовой субзонной пластинки (рис. 140).
Как показано выше, векторная диаграмма вторичных волн, отражённых от
плоского зеркала и приходящих в точку наблюдения, представляет собой ломаную
линию, вписанную в свёртывающуюся спираль. Если каждая зона Френеля разби-
вается на
N = 3 субзоны, то векторная диаграмма соответствует рис. 144. Уменьшим
фазу вторичной волны от второй субзоны на
ϕ, т.е. по-
вернём вектор
2
E на угол ϕ против часовой стрелки. Фа-
зы волн от третьей, четвёртой и т.д. субзон уменьшим соответственно на 2
ϕ; 3ϕ и т.д.
Векторная диаграмма превратится в более быстро свёртывающийся многоугольник и
амплитуда результирующей волны в точке наблюдения значительно уменьшится. Со-
ответствующее уменьшение фаз вторичных волн от субзон: на
ϕ; 2ϕ; 3ϕ; … можно
осуществить, если отражающие поверхности субзон сдвигать в противоположную
сторону по отношению к падающим волнам на отрезок
;
2
2
∆
== dd
;2
3
∆=
=
dd …
2
)1()1(
∆
−=−= idid
i
. В частном случае, при N = 3;
62
λ
=
λ
=∆
N
; λ =
3,2 см, получим
d = 2,67 мм.
Рис. 143
Рис. 144

Страницы