Дифракция электромагнитного поля миллиметрового диапазона на плоских объектах. Струков И.Ф. - 3 стр.

UptoLike

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.