Дифракция электромагнитного поля миллиметрового диапазона на плоских объектах. Струков И.Ф. - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

такого уровня выходной мощности генератора, чтобы выходной сигнал
приемника 10 превышал напряжение шумов в сотни раз . (Внутренние шумы
приемника обычно составляют 0,5
÷
1 мкВ ). Уровень сигнала на выходе
приемной антенны в эксперименте , как правило , мал (десятки и сотни мкВ ),
поэтому амплитудный детектор 8 работает в квадратичном режиме, так что
приемным устройством 10 регистрируется сигнал, пропорциональный
интенсивности поля в месте положения антенны 8. Поэтому при
исследовании пространственного распределения дифракционного поля
экспериментальные результаты следует сравнивать с энергетическими
характеристиками , полученными при расчетах по (3.41; 3.43; 3.54) и т.д.
3.8. Домашнее задание
1. Ознакомиться с рекомендуемой литературой и описанием работы .
2. Согласно варианту , задаваемому преподавателем , определить
геометрические размеры объектов и по формулам (3.24; 3.30; 3.34) найти
расстояния, где справедливы приближения: Френеля, Фраунгофера (дальняя
зона), геометрической оптики (тени ).
3. Используя выражение (3.35), записать вид сигналов в приближении
геометрической оптики . Считая преобразование Френеля наиболее общим,
рассчитать вид сигнала в области тени , используя программы П 1 и П 2 при
3
2
za
=
.
№ варианта 1 2 3 4 5 6 7
Вид объекта
Геометрические размеры объекта
Протяженность области тени ,
z
Расстояние до зоны Френеля,
1
z
Расстояние до границы
дальней зоны ,
2
(/)
zama
αλ
==
4. По заданным λ, z, a, используя формулу (3.39
*
) или (3.41), по
предложенным программам П 1 и П 2 рассчитать распределение интенсивности
дифракционного поля вдоль одной координаты , например, х в приближении
Френеля. Построить графики этого распределения для разных значений
1
2;3;6;
zaaa
=
2
/(/)
aaama
λλ==.
2
2
max
(,)
(,)
(,)
Uxz
Fxz
Uxz
=
2
/2
2
1
1
/2
2
/2
2
1
1
/2
max
()
exp[]
2
()
exp[]
2
a
a
a
a
xx
jkdx
z
xx
jkdx
z
−
−
−
=
−
∫
∫
(3.39
*
) 
т акого уровня вы х одной мощ ност    и генерат  ора, ч тобы вы х одной си гнал
при емни ка 10 превы ш ал напряж ени е ш умов в сот  ни раз. (В нут ренни е ш умы
при емни ка обы ч но сост  авляю т 0,5 ÷ 1 мкВ ). У ровень си гнала на вы х оде
при емной ант  енны в экспери мент е, как прави ло, мал (десят  ки и сот  ни мкВ ),
поэт ому ампли тудны й дет  ектор 8 работ  аетв квадратич ном реж и ме, т     ак ч т
                                                                                   о
при емны м устрой ст   вом 10 реги ст   ри руется си гнал, пропорци ональны й
и нтенси вности поля в мест       е полож ени я ант   енны 8. П оэт     ому при
и сследовани и прост   ранственного распределени я ди ф ракци онного поля
экспери мент альны е результ   аты следует сравни ват    ь с энергет     и ч ески ми
х арактери ст
            и ками , получ енны ми при расч етах по (3.41; 3.43; 3.54) и т .д.
     3.8. Д омаш неезадани е
        1. О знакоми т   ьсяс рекомендуемой ли тературой и опи сани ем работ        ы.
        2. Согласно вари анту, задаваемому преподават                елем, определи т   ь
геомет  ри ч ески е размеры объект     ов и по ф ормулам (3.24; 3.30; 3.34) най т       и
расст ояни я, где справедли вы при бли ж ени я: Ф ренеля, Ф раунгоф ера (дальняя
зона), геомет   ри ч еской опт и ки (тени ).
        3. И спользуя вы раж ени е (3.35), запи сат    ь ви д си гналов в при бли ж ени и
геомет  ри ч еской опт  и ки . Сч и т
                                    ая преобразовани е Ф ренеля наи более общ и м,
рассч и тат ь ви д си гнала в област   и т ени , и спользуя программы П 1 и П 2 при
z3 = 2a .

№ вари анта                                              1           2       3           4   5   6      7
В и д объекта
Геометри ч ески еразмеры объекта
П ротяж енность области тени , z3
Расстояни едо зоны Ф ренеля, z1
Расстояни едо грани цы
дальней зоны ,
 z2 = (α / λ )a = ma

       4. П о заданны м λ, z, a, и спользуя ф ормулу (3.39*) и ли (3.41), по
предлож енны м программам П 1 и П 2 рассч и т  ать распределени еи нт енси вност  и
ди ф ракци онного поля вдоль одной коорди нат    ы , напри мер, х в при бли ж ени и
Ф ренеля. П ост  рои ть граф и ки эт  ого распределени я для разны х знач ени й
 z1 = 2a;3a;6a; a / λ = (a / λ )a = ma .
                 2


                                                                                     2
                                            a/2
                                                          ( x − x1 ) 2
                     U ( x, z )
                                  2         ∫     exp[ jk
                                                              2 z
                                                                       ]dx1
                                           −a / 2
     F ( x, z ) =              2
                                      =                                          2
                                                                                                     (3.39*)
                    U ( x, z ) max        a/2
                                                             ( x − x1 ) 2
                                            ∫      exp[ jk
                                                                 2z
                                                                          ]dx1
                                          −a / 2                                 max

Страницы