ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Введение 
Настоящее  учебное  пособие служит методическим обоснованием   при  
выполнении лабораторной   работы   «Дифракция электромагнитного   поля 
миллиметрового   диапазона  на  плоских объектах». 
Изучение теоретической   части   работы   поможет  студентам   закрепить  
знания по   следующим вопросам : 
- основам   скалярной  теории дифракции Кирхгофа, граничным условиям ; 
- определения поля  дифракции от плоских объектов произвольной  формы  
на  различных расстояниях ; 
- основным  свойствам   среды   распространения  дифракционного   поля 
импульсной   характеристике  и   коэффициенту   передачи  в  различных 
приближениях ; 
- пространственному  и   угловому  спектру  дифракционного   поля  и   его  
зависимости   от формы  и  размеров объекта , вида  комплексной  амплитуды   поля 
по   излучающему раскрыву. 
Использование  общих  соотношений  поможет  проводить   расчёт 
дифракционного   поля  в  приближениях   геометрической   оптики ,  Френеля  и  
Фраунгофера  от  прямоугольных и круглых апертур,  облучаемых плоской  
волной .  Показывается,  что   дифракционное  поле  в  этом  случае  аналогично  
полю   излучения антенн   апертурного   типа   с   постоянной  амплитудой  функции 
возбуждения  по   раскрыву.  В   пособии  приводится  подробная  методика 
анализа  пространственного   спектра  и   определения  его   параметров:  вида 
диаграмм  направленности ,  ориентации  и  ширины   основного   лепестка, 
разрешающей   способности   излучающих  систем ,  а  также  других 
характеристик, часто   используемых на  практике. 
Приведено  описание экспериментальной   установки ,  конкретизировано 
домашнее  задание, дана  методика  экспериментальных исследований и анализа 
полученных результатов. 
При   выполнении лабораторной  работы   требуется  проведение трудоёмких 
и  длительных  вычислений.  Для  автоматизации  расчетов  студентам  
рекомендуется  использовать   ЭВМ .  С  этой   целью   в  пособии  приведены   
программы   вычисления  основных  математических  соотношений  на  языке 
Packal и  в среде  математического   моделирования MathCad
1
. 
Кроме  того ,  в  работе   предусмотрена  возможность   подачи измеряемых 
пространственных электрических сигналов после  низкочастотной  фильтрации 
через  АЦП L-783  на  вход  персонального   компьютера.  Дополнительная  или  
основная  обработка  этих сигналов производится  с  помощью  ЭВМ  Pentium 4 с 
выводом  информации на  дисплей   или   печать .  Это   существенно  расширяет 
возможности   проводимых в лабораторной   работе   или   на  производственной  
практике  исследований. 
Обработка  пространственной   амплитудно - фазовой   информации 
электромагнитных полей   ММ диапазона  в  «квазиреальном»  времени   стала 
возможной  в результате   участия кафедры   радиофизики   в  работе   по   программе 
НОЦ. 
1
 Автор признателен   магистру   кафедры   радиофизики   Катову  М . В . за 
помощь в подготовке приложений к работе .  
                                         В ведени е
      Н астоящ ее уч ебное пособи е служ и тметоди ч ески м обосновани ем при
вы полнени и лабораторной работы « Д и ф ракци я электромагни тного поля
ми лли метрового ди апазонанаплоски х объектах ».
      И зуч ени е теорети ч еской ч асти работы помож етстудентам закрепи ть
знани япо следую щ и м вопросам:
      - основам скалярной т        еори и ди ф ракци и К и рх гоф а, грани ч ны м услови ям;
      - определени яполяди ф ракци и отплоски х объект                овпрои звольной ф ормы
наразли ч ны х расст     ояни ях ;
      - основны м свой ствам среды распрост               ранени я ди ф ракци онного поля
и мпульсной х аракт        ери ст и ке и коэф ф и ци ент       у передач и в разли ч ны х
при бли ж ени ях ;
      - прост  ранст  венному и угловому спект           ру ди ф ракци онного поля и его
зави си мост  и отф ормы и размеровобъект           а, ви дакомплексной ампли туды поля
по и злуч аю щ емураскры ву.
      И спользовани е общ и х соот            нош ени й помож ет проводи т           ь расч ёт
ди ф ракци онного поля в при бли ж ени ях геомет              ри ч еской оптики , Ф ренеля и
Ф раунгоф ера отпрямоугольны х и круглы х апертур, облуч аемы х плоской
волной . П оказы вает     ся, ч т  о ди ф ракци онное поле в эт        ом случ ае аналоги ч но
полю и злуч ени яант      енн апертурного т      и пас пост    оянной ампли тудой ф ункци и
возбуж дени я по раскры ву. В пособи и при води т                    ся подробная мет      оди ка
анали за прост     ранст  венного спект      ра и определени я его парамет           ров: ви да
ди аграмм направленност           и , ори ент  аци и и ш и ри ны основного лепест             ка,
разреш аю щ ей способност            и и злуч аю щ и х си ст        ем, а т    акж е други х
х аракт  ери сти к, ч асто и спользуемы х напракт       и ке.
      П ри ведено опи сани е экспери ментальной установки , конкрет                  и зи ровано
домаш неезадани е, данамет           оди каэкспери мент     альны х и сследовани й и анали за
получ енны х результ      атов.
      П ри вы полнени и лаборат        орной работ   ы т ребует    сяпроведени е т   рудоёмки х
и дли т    ельны х вы ч и слени й . Д ля авт          омат   и заци и расч ет  ов студент     ам
рекомендует     ся и спользоват      ь Э В М . С эт    ой целью в пособи и при ведены
программы вы ч и слени я основны х мат             емат и ч ески х соот   нош ени й на язы ке
                                                                          1
Packal и всредемат       емат  и ч еского модели ровани яMathCad .
      К роме т   ого, в работ     е предусмот    рена возмож ност      ь подач и и змеряемы х
прост  ранст  венны х элект    ри ч ески х си гналовпосле ни зкоч аст       отной ф и льт  раци и
ч ерез А Ц П L-783 на вх од персонального компью т                  ера. Д ополни т ельная и ли
основнаяобработ        каэт и х си гналовпрои зводи т      сяс помощ ью Э В М Pentium 4 с
вы водом и нф ормаци и на ди сплей и ли печ ат             ь. Э т о сущ ественно расш и ряет
возмож ност    и проводи мы х в лаборат         орной работ     е и ли на прои зводственной
практ  и кеи сследовани й .
      О бработка пространст            венной       ампли тудно-ф азовой          и нф ормаци и
элект  ромагни т  ны х полей М М ди апазона в « квази реальном» времени ст                   ала
возмож ной врезультат        е уч аст  и якаф едры ради оф и зи ки вработ      епо программе
Н О Ц.
1
 А вторпри знателен маги стру каф едры ради оф и зи ки К атову М .В . за
помощ ь вподготовкепри лож ени й к работе.
