Формирование пространственного спектра (диаграммы направленности) в зоне френеля объектов с помощью линзовых и зеркальных систем. Часть 3. Струков И.Ф. - 19 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

19
3.2 Используя (4.17) или (4.30-4.31), определить вид интенсивности (квадрата
амплитуды) сигнала или спектральной плотности в фокальной плоскости
(
zf
=
) при облучении объекта , расположенного перед линзой (
zdf
==
),
плоской волной.
3.3 Используя (4.20) или (4.30-4.31), определить вид интенсивности сигнала или
спектральную плотность при облучении объекта , расположенного вплотную
к линзе, сферической волной. Радиус сферической волны взять согласно
варианта
0
=
. Найти расстояние до плоскости (
*
zf
=
), где формируется
спектр. В формулах (4.30-4.31) при этом необходимо заменить
f
на
*
f
,
определяемое по (4.19).
3.4 По формуле (4.23) или (4.30-4.31) определить вид интенсивности сигнала в
фокальной плоскости (
zf
=
) при расположении объекта за линзой и
облучении линзы плоской волной. Значение
2
zd
=
взять согласно варианту .
Найти вид интенсивности спектральной плотности сигнала при этом.
4 Взять другой объект, подобный первому , размер которого
1
ana
=
, и для него по
(4.30) или (4.31) рассчитать распределение интенсивности поля . Определить
ширину основного лепестка на нулевом уровне и уровне половинной
мощности . Отметить, что ширина лепестка
*
0,5
2
x
при этом изменилась в
1
n
раз.
5 Для всех случаев (п.п 3.1
÷
3.4) рассчитать распределение нормированного
значения интенсивности спектральной плотности вдоль координаты x.
()
()
()
2
1
2
2
1
max
Gx
Fx
Gx
ω
ω


=


&
&
.
Построить графики
(
)
2
Fx
на одном рис. и для каждого случая определить
ширину основного лепестка на уровне половинной мощности . Отметить и
прокомментировать изменение масштаба спектральной плотности в
зависимости от местоположения объектов и их размеров .
4.5. Измерения в лабораторной работе
1. Определить фокусное расстояние
f
линзы. Для этого облучить линзу
сферической волной (можно полем волноводной или рупорной антенны)
известного радиуса
R
и , перемещая приемную антенну вдоль главной оптической
оси , найти место
*
f
фокусировки сигнала . По (4.19) вычислить
f
. Проделать
эксперимент для 2-х других
R
; результаты усреднить.
2. Установить объект вплотную к линзе и облучить его плоской волной.
(Поле реального излучателя по апертуре объекта можно считать плоским, если
излучатель находится в дальней зоне объекта .) Измерить распределения
интенсивности поля вдоль
x
координаты фокальной плоскости . Определить
ширину основного лепестка спектра (ДН) на уровне половинной мощности .
                                                19




   3.2 И спользу я (4.17) и ли (4.30-4.31), определи ть в и д и нтенси в ности (к в а дра та
      а мпли ту ды) си г  на ла и ли спек тра льной плотности в фок а льной плоск ости
      ( z = f ) при облу чени и объек та , ра сполож енног     о перед ли нзой ( z = d = f ),
      плоск ой в олной.
   3.3 И спользу я (4.20) и ли (4.30-4.31), определи ть в и д и нтенси в ности си г на ла и ли
      спек тра льну ю плотность при облу чени и объек та , ра сполож енног      о в плотну ю
      к ли нзе, сфери ческ ой в олной. Ра ди у с сфери ческ ой в олны в зя ть сог       ла сно
      в а ри а нта R = d 0 . Н а йти ра сстоя ни е до плоск ости ( z = f ), г
                                                                        *
                                                                            де форми ру ется
      спек тр. В форму ла х (4.30-4.31) при этом необходи мо за мени ть f на f * ,
      определя емое по (4.19).
  3.4 По форму ле (4.23) и ли (4.30-4.31) определи ть в и д и нтенси в ности си г          на ла в
      фок а льной плоск ости ( z = f ) при ра сполож ени и объек та за ли нзой и
      облу чени и ли нзы плоск ой в олной. Зна чени е z = d 2 в зя ть сог      ла сно в а ри а нту .
      Н а йти в и д и нтенси в ности спек тра льной плотности си г      на ла при этом.
4 Взя ть дру г ой объек т, подобный перв ому , ра змерк оторог         о a1 = na , и для нег   о по
  (4.30) и ли (4.31) ра ссчи та ть ра спределени е и нтенси в ности поля . О предели ть
  ши ри ну основ ног     о лепестк а на ну лев ом у ров не и у ров не полов и нной
                                                                                                  1
  мощности . О тмети ть, что ши ри на лепестк а 2∆x0,5         *
                                                                    при этом и змени ла сь в
                                                                                                  n
  ра з.
5 Д ля в сех слу ча ев (п.п 3.1 ÷ 3.4) ра ссчи та ть ра спределени е норми ров а нног             о
  зна чени я и нтенси в ности спек тра льной плотности в доль к оорди на ты x.
                                      G&  ω1 ( x ) 
                                                         2

                                                           = F2 ( x ).
                                     G&  ω1 ( x ) 
                                                       2
                                                     max
   Построи ть г    ра фи к и F ( x ) на одном ри с. и для к а ж дог
                               2
                                                                   о слу ча я определи ть
   ши ри ну основ ног     о лепестк а на у ров не полов и нной мощности . О тмети ть и
   прок омменти ров а ть и зменени е ма сшта ба спек тра льной плотности в
   за в и си мости от местополож ени я объек тов и и х ра змеров .

                           4.5. И зм ерен ияв л абораторн ой работе
        1. О предели ть фок у сное ра сстоя ни е f ли нзы. Д ля этог        о облу чи ть ли нзу
сфери ческ ой в олной (мож но полем в олнов одной и ли ру порной а нтенны)
и зв естног о ра ди у са R и , перемеща я при емну ю а нтенну в доль г     ла в ной опти ческ ой
                         *
оси , на йти место f фок у си ров к и си г       на ла . По (4.19) в ычи сли ть f . Продела ть
эк спери мент для 2-х дру г    и х R ; резу льта ты у средни ть.
        2. У ста нов и ть объек т в плотну ю к ли нзе и облу чи ть ег      о плоск ой в олной.
(Поле реа льног    о и злу ча теля по а перту ре объек та мож но счи та ть плоск и м, если
и злу ча тель на ходи тся в да льней зоне объек та .) И змери ть ра спределени я
и нтенси в ности поля в доль x к оорди на ты фок а льной плоск ости . О предели ть
ши ри ну основ ног     о лепестк а спек тра (Д Н ) на у ров не полов и нной мощности .