L3 (Линии передачи СВЧ-диапазона, В.М. Максимов), страница 2

(1.1З) При рааатоявмах «423~(4 даэъаяя эоаа издучвзаей ааотесэс пвавао переходат в ййомйй)(йоч)пр эпйу, ааогда аваывэвмую облаотъю Фреаедя. Прв рвочете повей аэлучеиаих ааотем в промеяуточвой во- ве пряаамаютая Оледухщае упрсщеавя: кек в в Олучае дальаей вовы, велачааа « в эавмеватехе Вод- мятегралъаого вырвиеямя (1.4) праввмаетоя рвваой » а выаоовтоя иэ-под ааааа ватеграха; величава »' в мввмом поквэателе экапоаевти подывтэгрвльной фувкяав (1,4) првввмаетая раваой» э»'-» соя,с+«» (»-ас»эс)/ВГ, что аоответатвует отбрвоываявю в атепеваон ряду (1.7) чяеаов выме -В*». второй отепевв.

Фуикцвя г, ие щэвиоящея от кооривват аоточаа- ков. выаооатоя аэ-под аатегрела. Таким обраэом, в промевуточиой эовэ векторные потевцввлы определяютоя по формуле 4»» эй" с 46, БЦ«с»аг -«'~»-Ом»ы)IВ»') ») „(г;Ус») — ) Х (Я,'у,'х')В г~)», (1.14) Г Р ГДЕ РВЭВОоть хюда»' ОИ С по-ярекаему Вахсщитоа По фэрЩУле (1.8); компоаевты векторов ноля Г а»» вычааляютая по формулам (1.10) -ИМ 4 эем6ВОЙ В Ввх зэиторэых потеассаэлОВ»» Ва в6йторвые потеипаа -Им лы»» ' в отбрааывавием в (1.2) прв двфферевпаровавии воех члэ- Вов, Вмехщих радяавьвую ээввоамооть «» э в»/«'. Сформулировващсе ивэе авойотва, отисюящиеоя к полю двлъвей эоны: о поперечвом характере поля а о его лоиелъаом подобав плоо- кой элэктромагватаой волае в овреотаоота дыбой точка ааблщденля, Оохрэаяютоя В6вэм6авыми, Одвеко эеввоимоотъ поля От ряоотояяия -ьй», уке Ве Имеет характера оферачеакой волны В / »', твк как рао- Отоявве» допоавателъао входат в псвсаэатевь Отепевв подыатегрвхь- аой экоповеИИ н (1.14); угловое реоПрвделевае ооотвэлямщах векто- ров поля такве окаэываетоя Веваоящвм от рааотаяявя а тем оальаее, ЧЕМ МЕВЬМЕ» Раоатояяае «, харектеразукщее грэаюпс промевугочаой вовы, обычно аеходитоя в пределах где Э - маковмахьэый реэмер ивлучввщей Овотемы.

9 Более строгое рассмотренне показывает, что границы прсмевуточной а дальней зон взлучахщей овстемы знвясят не только от расстояния г, но танке от углов наблюдения, формы излучавшей системы -ем ~ ~ у антенны в характера распределения токов У ( ю, у, я ) . Я~ На раастоянвях ге р/Л+(Э/Я)(Ю/Я) располагветая бййяййй вода анзлучаищей свате~к. Здесь электромагнитное поле носат слокный характер, в прв его расчете необходимо пользсааться атрогвмв выракенвямн (1.4), (1.5) н (1.2).

В славней зоне з общем случае прасутствуют все компоненты поля, зависимость которого от расотоянвя г «освт нерегулярный характер, вектор Поймтавга стэмоввтоя комплексным и по нвправленвю монет не оовпздать а радяуаомвектором ~ 1.3. Векто комплексная аг а нац левноста антенны Иопользуя аналогию с полем элементарного электрического диполя, электромагнитное поле проаззольной антенны в дальней зоне мозно представать з ваде [1) Е = ( )~/8Л) 1 4 Г(6,~/) г (1.15) Здесь Х„ - комплексная ампллтуда электрического тока на входе азлучеющей састемы влв в максимуме кривой распределенвя тока; У='г',м/е - волновое сопротавлевае среды; Л - плана волны в среде; Ал - коэффацвент пропорцвональноств (дейотзующая длина антенны; см. равд.

1.5). В выракенни (1.15) комплекс некто нзя но в ан аг а нап лен оста РЯБ) характервзует угловое распределенве поля, а такке его поляризацвонвые и фазовые свойства. Пра задания данной характеристика антенны обычно оговарвваетоя полокенве начала коордвнат, относвтельно которого ведется отсчет развости фаз. В общем случае функцня ГЯ(г/включает трн оомнокнтеля уФ(ю,н) Г(цо) - 7(О,ч) р Сд,(с) е (1.16) которые описывают в дальней зоне антенны соответственно амплитудную, полярвзацлонную в фазовую структу)и поля. Рассмотрим з отдельности указанные сомноквтелв вырэкенвя (1.16).

Ампли нзя ха к е зотина. Вещественный полокительный сонноквтель ГЖ,Ы/ представляет собой харектервстнку направленноств— 10 зазванность амплитуды ыоля нзлучвнан Д,„от направленая в проотранотве прн аеазыенных раоотоянна г н подвоюмой ащноотн: Г(д,(г)- Е (В,Ю) эвлмкс ®М) неразрезанную такам образом, что млксГ(В,П) - г (1.Ю Вдень Юе,~у, - координаты юпранлення маканмального нзлучення.

Гра4ичвокое нзобракааае характернотнкн юпразленноота назыВаетея днаграммой нзпразленноотн Вырвнезне (1.17) отноаатоя н ДН по полю. В некотори олучанх напользуетоя понятна нормароваяаой ДН по мошноетн: Г (В,Ч) -П„(В,Ч)/П„„„„(В„ц), (1.1В) 11 определяемой ззззанмоатьв плотюатн потока мошаоота от нзпразлеаня в проотранотве.

В (1.18) П ( д, й ) - модуль вектора Пойнтннга в непрввленнн ыакоамального нзлучвнзя ~~,фе. Еаю мыоленно помеотнть антенну з центре афе)м, повврхюоть которой находнтоя в дальней зоне антенны, то для получения проотранотвенной ДН оледует в разных точках аферы нзмвршть напрякеннооть поля н авобразать на графзке ее завнонмоать от направленая. Наиболее чаото ватречаштоя торондальные, нгольчатыв, ввврюе а коаеканоные ДН [2, 1). На ырактнке в целях упроывная обычно ограначнювтоя раоамотрезнем ДН в двух главюх взазмоперпвндакулярзмх плоокоатях, линю переавчензя кото(шх оовцадает а нзпразленнем маконыумв ДН.

Одну нз втнх плоокоотей обычно оорммлавт о вектором электречеакого поля антенны Х (Е-плоакооть), тогда другвя плоакооть оозпндает а вектором Я антенны И-плоскость). В етом олучае ДН нзобракаетоя плоскныа крзнымн Г(9)=Щ4Е' ! а ГМ=(Д(/!Д„„~! в полярной (рно. 1.2,а) ала прямоугольной (раа. 1.2,б) оаотемах коорнннат. Тек как ДН по моаноатн вать ДН по полю, какдое зючвнае которой возведено в квадрат, то она пранзмает внд, показанный ю рза. 1.2,в. Для поотроення ДН напользуетоя танке логарз4мзчеокнй мааштзб: )~~ (ВФ = 20ь(~Ю, Ю~ = 10(~Г (НЖ) > в котором хораио передаштая особенностн емплнтрдюх ДН в широком дннемачеоком диапазоне.

под шириной дн антенны Лр„„понимают ввлнчаву угла меяду направлвнзяю, в которых нвпрязеюооть поля ооатавлнвт зючв- ние М/й = 0,707 от величины цоля в нвправленлв мвксвмвльного азлученаи (см. рас. 1.2,а,б). Поскольку такому определенаю марины ЛН соответствуют направления, н которых велнчвна излучаемой мощности уменынается в два реза, то этот яе угол называют мариной ЛН на уровне полованнсй мощности йй (см. рас. 1.2,в). В некоторых случвях, особенно пра теоретическом вналазе, пользуются мариной ЛН по нулевым значениям ййс, соответствующей величине угла изиду двумя бликаймвыа к максимуму ЛН напревнениями, где поле равно нулю (см. рис. 1.2,в).

Ширина ЛН в зввасимоста от назначения антенны лепит в очень миронах пределах — от десятков градусов до долей минуты. оля з он вой тва. Векторный сомнскнтель ()(Ф,ф) и (1.16) представляет собой единичный вектор поляризвцнв а ксмпонентвма, ориентарованныма по направлениям базисных ортов сферичеокой овстемы координат сз а ~е: р(~л)- Х р Жы~+ „)с (р,р0, ~1.10) з причем модуль данного вектора ~ р ~+ ~ р, ~ = 1 независимо от на- В прзвлення 9, ф. Компоненты рн и )С„характеризуют соотномение мекду вертикальной в горизонтальной составляюлимн поля в дальней зоне антенны в выбранном нвправленнв, а такие фнзовмй сдвиг меилу ними. В общем случае обе компоненты вектора ~(дв) являются ксмплеканммн, однако одну аз.

компонент обмчно цолвгвют вещественной а равной .с (фаза данной компоненты включается в миллий показатель зкспоненты нФЯс7' в третьем сомноянтеле И.16) ). Это глввнвя ~или основывя) состввляплвя поляризвцав. Вторая компонента вектора поляразвции, ортогональная глазной, называется пвйвзитнойй (влн кросс-полнрнзацаоиной) состввляюлей цоляразнции. О учетом обозначения главной соатавлнхщей цоляразвцаа вектор поляризвцаа предотввляется в виде .

г — — з кс'(У,с) ~ (9, Ю " ~,' ~ (ц я + с'„, у ~-.с з е (1.20) где Е,, — базисный едвничный вектор главной поляризвцви; с(с,в) - ' вещественная цолоаательнвя функция; ~„, - бвввсный едалвчнмй вектор паразвтной яоляризацин; С~(У,М) — фазовый сдвиг мекду составляющими. Величина я' я 1 представляет собой поляризвциоаную зффектнв- 13 Ч юоть ввтэввы а покаэывавт долм плот- Х вооти потока моивоотв в данном нвпрвв- )(е (г«) левая вв глввюй поюцщэвцви. Аввхогвчао величава (у-.сэ) раааа доле пхотнооти потока мсщвоотв параэитиой полвриэвцвв.

уа ьт Рааамотрвм поведввие мгвоввиного х со эввчеэая полного вектора полярвэацвв в пола иэлучвния автеввы. На риа. 1.3 покаэвва каоательнвв плоокооть к вфервчеокому фронту аэлучаемой волям в окреотвоати точки вабхщпеввя (волна ухоРво. 1.3 двт от наблюдателя эа плоакоать рваув- кв). Координатные оаи я а у нв каоатэльаой плоокоота ориэвтаровавы параллельно бвэааным векторам с', и э оферичеокой овотемы координат ввтвввы. Предпохоявм, что оаь я (аоотввляищвя по ср ) аоответотвувт главной полярвэвцва. Мгноввввые ввачеввя проекцай поляого вектора поляризация нв оои я а у а учетом (1.20) еоть я - р -.сжэм1, (1.21) у-,.п -«Г~-мэ зь (се+об. е Находя вэ пврвого ураввевея (1.21) т»сгу «/с в подотявляя его во второе ураввевве, побив првобрвэовавий получаем + усМ эф Л.22) ас1~ 4- й~ Вырээщвие (1.22) првдотввляет побой уравнение поляриэвпвовюго виликов, яввящавгоая геомвтрачевквм меотом точвк концов вектора поля)щэвции в рвэличвые момевтм времени.

Ввутра этого элхипаа полвый ввктор поляриэвцви р, а вмеотв о вим и полный ввктор ввпряяенвоатв Х электрвчвакого поля внтеняы, ооверввэт регулврвое врвщэввв, причем полвый оборот проиоходит эа период колебаний веоущвй чаототы Т ййlсэ, а ввпрввлеввв вращения закипит от знака 4аэового угла -Хс р~яХ. С помощьв (1.21) мокю уатаваэать, что прв полокительщсх ф вращевве провоходат по чиповой отравив (правое эрвщеиве), а пра отрвцательщсх р~- протвэ чвоовой отрелки (левов вращение), т.е.

вектор полярвэвцаи врвщаетоя в оторову ооатавлятщей, ототащией по 4еэв. 14 В чаотвых схучеях прв Ф= О влв Д =тХ, а тапке прв С= 1 вхв «6 = О, асхвпс похяразацзк зырощквется з правую хввзю«в поде взлучевая зчеет часто лавейвую колярвзацвю. Прв С //ФТ в (с ~ = хХ/й зллзпс поляр~зацзв, как зто сведует вз уразвеввя (1.22), пренрещается в окрукзосуь а поде взлучевая зыеет часто круговую полярвзацию с правы» алв дезы» врещекаеы. #ля колачествевной харвктервстзкв зхьвпса поацизацаа вводи геоыетраческве пареыет)щ: отвошевае »азой в большой осей ~) я 1; угол ораеатвцаа боиывой осв Д (с».