Формирование пространственного спектра (диаграммы направленности) в зоне френеля объектов с помощью линзовых и зеркальных систем. Часть 3. Струков И.Ф. - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

5
1
R
2
R
2
Z
1
Z
y
z
x
2
d
1
d
Рис. 4.1
где
12
T
,
21
T
- коэффициенты пропускания преломляющих поверхностей, n -
показатель преломления материала линзы.
Как правило , линзы изготавливаются из радиопрозрачного диэлектрика, у
которого
12
T
,
21
T
не зависят от x, y и близки к 1, а n > 1. В этом случае
112
(,)exp[[(1)()]]
xyajknzz
T
=⋅− , (4.5)
где
1
a
- коэффициент, не зависящий от x, y.
Наибольшее распространение получили параболические (сферические) линзы,
образованные двумя параболическими (сферическими ) поверхностями , уравнения
которых имеют вид (рис.4.1):
22
11
1
()
2
xy
zd
R
+
=−
,
22
22
2
()
2
xy
zd
R
−+
=+
, (4.6)
где
1
R
,
2
R
- радиусы кривизны парабол вблизи их вершин.
Подставляя (4.6) в (4.5), получим
22
12
()11
(,)exp[(1)()]
2
xy
xyajkn
T
RR
+
=⋅+ , (4.7)
где
112
exp[(1)()]
aajkndd
=⋅+
- коэффициент, не зависящий от x, y.
Величина
12
111
(1)()n
RRf
+=
, известная в литературе как формула линзы,
определяет её фокусное расстояние
f
. Если при n > 1 радиусы кривизны
1
R
>0,
2
R
>0, то
f
>0, что соответствует собирающей линзе. При
1
R
<0,
2
R
<0,
f
будет
отрицательным, и такая линза рассеивает падающий на нее сигнал. В
радиодиапазоне можно реализовать условия, когда n<1
                                                             5


                                                  y



                                                                            x

                                                                     Z2

                             R2

                                                                                              z
                                                                     R1
                        Z1



                                              d 1 d2

                                                         Ри с. 4.1
           •        •
    где T 12 , T 21 - к оэфф и ци енты пропу ск а ни я преломля ющи х пов ерх ностей, n -
пок а за тель преломлени я ма тери а ла ли нзы.
    К а к пра в и ло, ли нзы и зг  ота в ли в а ются и з ра ди опрозра чног
                                                                          о ди элек три к а , у
               •        •
к оторог
       о T 12 , T 21 не за в и ся т от x, y и бли зк и к 1, а n > 1. В этом слу ча е
                             •
                             T ( x, y) = a1 ⋅ exp[ − j ⋅ k ⋅ [(n − 1) ⋅ ( z1 − z2 )]] ,            (4.5)
г де a1 - к оэффи ци ент, не за в и сящи й от x, y.
     Н а и большее ра спростра нени е полу чи ли па ра боли ческ и е (сфери ческ и е) ли нзы,
обра зов а нные дв у мя па ра боли ческ и ми (сфери ческ и ми ) пов ерх ностя ми , у ра в нени я
к оторых и меют в и д (ри с.4.1):
                        ( x2 + y 2 )                         −( x 2 + y 2 )
                   z1 =              − d1 ,             z2 =                + d2 ,                 (4.6)
                           2 ⋅ R1                               2 ⋅ R2
где R1 , R2 - ра ди у сы к ри в и зны па ра бол в бли зи и х в ерши н.
Подста в ля я (4.6) в (4.5), полу чи м
       •                                      ( x2 + y 2 ) 1    1
      T ( x, y) = a ⋅ exp[− j ⋅ k ⋅ (n − 1) ⋅             ⋅ ( + )]                        ,        (4.7)
                                                   2         R1 R2
где a = a1 ⋅ exp[ j ⋅ k ⋅ ( n − 1) ⋅ ( d1 + d 2 )] - к оэф фи ци ент, не за в и ся щи й от x, y.
                        1     1     1
    Вели чи на ( n − 1) ⋅ (
                          + ) = , и зв естна я в ли тера ту ре к а к ф орму ла ли нзы,
                       R1 R2        f
определя ет её фок у сное ра сстоя ни е f . Е сли при n > 1 ра ди у сы к ри в и зны R1 >0,
R2 >0, то f >0, что соотв етств у ет соби ра ющей ли нзе. При R1 <0, R2 <0, f бу дет
отри ца тельным, и та к а я ли нза ра ссеи в а ет па да ющи й на нее си гна л. В
ра ди оди а па зоне    мож но        реа ли зов а ть    у слов и я ,     к ог да     n<1