Дифракция электромагнитного поля миллиметрового диапазона на плоских объектах. Струков И.Ф. - 29 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

3.9.Измерения и расчеты в лабораторной работе
1 .Установить сканирующее устройство в области геометрической оптики
на
3
2
za
=
и снять амплитудное распределение поля в этой области . Сделать
выводы .
2.Установить сканирующее устройство в области Френеля и снять
амплитудное распределение поля e(x)~|U(x)|
2
вдоль одной координаты в этом
приближении (расстояние z
1
при этом взять такое же, что и в п.4 домашнего
задания
1
3
za
=
);
3. По результатам эксперимента построить график нормированных значений
интенсивности поля дифракции в зоне Френеля. График изобразить на одном
рис. с результатами расчета (п.4 домашнего задания
1
3
=
) По
экспериментальным данным определить ширину основного лепестка на
уровне 0,5, а также положение и уровень 1-го бокового лепестка. Сравнить
экспериментальные результаты с результатами расчетов, сделать выводы .
Примечание. Для удобства анализа результатов эксперимента и сравнения
их с расчетными данными можно порекомендовать следующее: за х
0
=0
принять показание на мерной линейке, вдоль которой перемещается каретка с
детекторной секцией , N
0
=37.5 см . Определить масштаб полученных
осциллограмм для чего на них отметить значения x
1
начала и х
2
конца записи .
В этом случае
21
()/
nxxN
=−
см / дел, где N число делений или длина
осциллограммы . Для синхронизации записи с перемещением приемной
антенны 7 необходимо одновременно включить двигатели перемещения
каретки 9 и бумажной ленты самописца 11 (рис. 3.10). Нормировку
осуществлять , приняв max показания осциллограмм за 1.
4. Установить сканирующее устройство с приемной антенной в дальней
зоне объекта (на расстоянии
2
zma
=
п. 3 домашнего задания) и снять
амплитудное распределение поля е( х )~ |U(x)|
2
вдоль одной координаты в
приближении Фраунгофера.
5.Провести нормировку полученных значений и построить график
2
max
max
()/()()/() UxUxexex
распределения интенсивности дифракционного
поля. График изобразить на одном рисунке с результатами расчета (п.6
домашнего задания).
6.По экспериментальным результатам определить ширину основного
лепестка пространственного спектра (ДН) на 0 уровне и уровне 0,5 мощности .
Определить также УБЛ и их ориентацию.
7.Изменить угол падения α электромагнитного поля на плоский объект 5
смещением передающей антенны 3 в горизонтальной плоскости . Измерить
этот угол. Снять амплитудное распределение поля в этом случае и определить
линейное и угловое смещение положения основного лепестка ДН. Проверить
правильность утверждения (рис.3.6 и формула 3.42), что угол ориентации
основного лепестка ДН совпадает с углом падения плоской волны на
отверстие в экране или что максимум дифракционного поля ориентирован в
направлении нормали к фазовому фронту функции возбуждения излучателя.
     3.9.И змерени яи расч ет
                            ы влаборат
                                     орной работ
                                               е
     1 .У станови т ь скани рую щ ее уст  рой ство в област  и геомет  ри ч еской опт   и ки
на z3 = 2a и снят    ь ампли тудное распределени е полявэт         ой област   и . Сделать
вы воды .
     2.У станови ть скани рую щ ее уст      рой ство в област    и Ф ренеля и снять
                                                   2
ампли тудное распределени е поля e(x)~|U(x)| вдоль одной коорди нат               ы в эт ом
при бли ж ени и (расст  ояни е z1 при эт ом взят  ьт акое ж е, ч то и в п.4 домаш него
задани я z1 = 3a );
3. П о результ  ат ам экспери мент   а пост рои ть граф и к норми рованны х знач ени й
и нтенси вност  и поляди ф ракци и в зоне Ф ренеля. Граф и к и зобрази т      ь наодном
ри с. с результ     ат ами расч ета (п.4 домаш него задани я z1 = 3a ) П о
экспери мент  альны м данны м определи т        ь ш и ри ну основного лепест        ка на
уровне 0,5, а т   акж е полож ени е и уровень 1-го бокового лепестка. Сравни т             ь
экспери мент  альны ерезульт    ат ы с результат ами расч ет  ов, сделат ь вы воды .
     П ри меч ани е. Д ляудобст   ваанали зарезульт   ат овэкспери мент    аи сравнени я
и х с расч ет  ны ми данны ми мож но порекомендоват            ь следую щ ее: за х 0=0
при нят ь показани е намерной ли ней ке, вдоль кот      орой перемещ ает     сякареткас
дет екторной секци ей , N0=37.5 см. О предели т            ь масш т    аб получ енны х
осци ллограмм дляч его нани х от      мет ит ь знач ени яx1 нач алаи х 2 концазапи си .
В эт  ом случ ае n = ( x2 − x1 ) / N см/дел, где N – ч и сло делени й и ли дли на
осци ллограммы . Д ля си нх рони заци и запи си с перемещ ени ем при емной
ант енны 7 необх оди мо одновременно вклю ч и т           ь дви гат  ели перемещ ени я
карет ки 9 и бумаж ной лент          ы самопи сца 11 (ри с. 3.10). Н орми ровку
осущ ест влят ь, при нявmax показани яосци ллограмм за1.
     4. У станови ть скани рую щ ее уст    рой ство с при емной ант    енной в дальней
зоне объект   а (на расст    ояни и z2 = ma п. 3 домаш него задани я) и снят               ь
                                                      2
ампли т удное распределени е поля е(х )~ |U(x)| вдоль одной коорди нат                 ы в
при бли ж ени и Ф раунгоф ера.
     5.П ровест  и норми ровку получ енны х знач ени й и пост     рои т ь граф и к
                                 2
e( x) / e( x) max ≈ U ( x ) / U ( x)max распределени я и нт енси вност и ди ф ракци онного
поля. Граф и к и зобрази т          ь на одном ри сунке с результ     атами расч ет   а (п.6
домаш него задани я).
      6.П о экспери мент          альны м результ  ат ам определи ть ш и ри ну основного
лепест   капрост   ранст     венного спект  ра(Д Н ) на0 уровнеи уровне 0,5 мощ ност       и.
О предели т    ьт акж еУ БЛ и и х ори ент     аци ю .
      7.И змени т   ь угол падени яα элект      ромагни т ного полянаплоски й объект5
смещ ени ем передаю щ ей ант            енны 3 в гори зонтальной плоскост     и . И змери т ь
этотугол. Снят      ь ампли тудноераспределени еполявэт           ом случ аеи определи ть
ли ней ное и угловое смещ ени е полож ени яосновного лепесткаД Н . П ровери ть
прави льност     ь ут верж дени я (ри с.3.6 и ф ормула 3.42), ч т     о угол ори ент   аци и
основного лепест        ка Д Н совпадает с углом падени я плоской волны на
отверст   и е в экране и ли ч т      о макси мум ди ф ракци онного поля ори ент    и рован в
направлени и нормали к ф азовомуф ронту ф ункци и возбуж дени яи злуч ат              еля.