Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Рассмотрим лист из диэлектрика, толщина которого равна целому числу длин полуволн в этом материале; тогда волна, отраженная от задней границы, будет по фазе противоположна волне, отраженной ст передней границы. В этом случае отражение будет минимальным. Из электромагнитной теории известно, что максимальное значение коэффициента отражения по мощности для листа из диэлектрика без потерь есть ') (4.9) где в †диэлектрическ проницаемость материала, вв †диэлектрическая проницаемость вакуума, — †относительн диэлектрическая 'о проницаемость (напомним. что показатель преломления равен л = ~гà — ).
Так как реальные диэлектрики всегда в некоторой степени обладают потерями, мы должны установить, как этот факт влияет на коэффициент отражения. Здесь можно применить те же рассуждения, что и выше, но теперь необходимо учитывать ослабление любой волны, распространяющейся в диэлектрике. Очевидно, что энергия, прошедшая через диэлектрик с потерями, меньше, чем в идеальном случае. Волна, отраженная от задней границы, пройдет толщину листа по меньшей мере два раза и каждый раз будет ослабляться. Поэтому и общая энергия, отраженная от задней границы, теперь будет меньше, чем в случае диэлектрика без потерь, и никогда не сможет быть достаточно большой, чтобы полностью погасить первичную отраженную волну. ААиэлектрик с потерями обычно характеризуют комплексной диэлектрической проницаемостью в'.
Можно написать !): в = в (1 — / !Й 5), «.1О) где / — мнимая единица, а 6 называется углом потерь диэлектрика. Угол потерь характеризует собой как покааатель преломления, так и коэффициент поглощения диэлектрика. Когда угол б очень мал, отражательная способность диэлектрика близка к ее теоретическому значению для вещества без потерь. г) Саду, Кате! ! 1А апд Т нг пег, йаСаг Ясвппегв впд квдоаев,то!. 26, йащаноп 1.АЬогагогу Бег!ев, Мс Оганг-Н!!1 ВооК Со.,!пс., 1Че!Р То!к, 1948, сьар.
10, р. 261. (См. также: Обтекагеви антенн, Советское радио,-М., 1950, сгр. 20. (17рим. перев.)] глспгостганинив глдиоволн Падение под острым углом. На рис. 4.16 показан случай, когда траектория волны встречается с листом диэлектрика под острым углом; при этом происходит ряд наружных и внутренних отражений и преломлений. Каждый раз часть энергии отражается, а часть проходит сквозь границу. Волны, проникающие через заднюю границу, вместе дают волну, которая распространяется дальше. Волны, которые после повторных отражений вернулись через переднюю границу, вместе с первичной отраженной волной определяют собой отражение от диэлектрика. Можно показать, что выражение для коэффициента отражения, приведенное выше для встречи под прямым углом, применимо и 'для других случаев, если взае мен отношения — подставить некоторую 'о приведенную величину, зависящую от угла падения 0.
В этом случае нужно принимать во внимание также и поляризацию волны. Если волны поляризованы в плоскости их падения (электрический вектор лежит в плоскости падения, аналогично тому, как это было при вертикальной поляризации в задаче об отражении от поверхности Земли), то приведенная диэлектрическая проницаемость ео будет'): Рис.
4.16. Многократные преломления н отражения з листе диэлектрика. О (4.1!) $ — — 1 1+ ео своя В $ — — 1 ео ео — = 1-4- ео ' соео В (4. 12) 5) См. гл. 11,стр. 287 книги, цнтнр. на стр. !37. [См. также: Обтекатели антенн, Советское радио, М., 1960, стр. 43. (Прим. нерее.)[ о) Там же, стр. 288. )См.
также: Обтекателн антенн, стр. 44. (Прим. перво.)) Если угол падения есть 0, то отношение — используется вместо ео 'о е относительной диэлектрической проницаемости — данной среды. По'о добным же образом величина приведенной диэлектрической проницаемости в случае поляризации, перпендикулярной к плоскости падения (электрический вектор перпендикулярен к плоскости падения), разная) 4.17) глбпгостганвние Чвгвз лист диэлвктгикл Ю На рис. 4.17 показана зависимость коэффициента отражения от угла падения 9 для единственной границы между воздухом и диэлектри- в ком, при — = 4.
Мы видим, что для всех углов падения при парал- ~0 лельной поляризации отражается меньше энергии, чем при перпендикулярной. Таким образом, очевидно, что если плоско-поляризованная волна входит в лист диэлектрика под острым углом, отражение будет гд й йу чи И ф гу 'к~ дг ~гг й ДФ й н ~Ру й дг аг ю' хн га' А~' уу' я' гр' ю" гг' ул' гага агагааа а Ф Рис. 4.17. Коэффициент отражения по амплитуде для различных углов падения и — = 4. 'е происходить неодинаково для параллельно и перпендикулярно поляризованной волны.
Отсюда следует, что в случае диэлектрика с потерями, обладающего комплексной диэлектрической проницаемостью, волна получит отставание по фазе, которое неодинаково для параллельной и перпендикулярной поляризации. Если лист расположен так, что падающая волна занимает промежуточное положение между параллельной и перпендикулярной поляризацией, то волну можно рассматривать как состоящую из двух поляризованных составляющих. Эти составляющие при прохождении через диэлектрик получат относительный сдвиг фазы, и общая волна, прошедшая через диэлектрик, окажется уже эллиптически поляризованной.
В результате всегда получается ослабление прошедшей через диэлектрик волны. !гл. 4 140 яаспгостялнаниз элдиоволн Более подробные сведения о проектировании электрических свойств обтекателей и об их прочности читатель найдет в «Тпеогу о1 1лззу Н!дй-1пс!бепсе Кадошез», Керока Ж 5!АОС-ЕЬ-5116 и в «Е1есййса! Рез!дп о1 1,озз Н!дй-!пс!зевсе Кабошез», Керока И АОС-Е1.-123-50, автором которых яаляется Зашпе! Юо!!п иэ Исследовательского центра морской авиации ((!.
5. 5!АРС, Лойпзт!!!е, Ра). 4.18. Влияние факела иа распространение радиоволн ') В некоторых комплексах управления снарядами стартовая позиция и управляющая радиоустановка находятся в одном и том же месте. В такой системе управляемый снаряд летит от радиопередатчика, будучи обращен к нему хвостом.
Когда двигатель у снаряда реактивный и управление снарядом ие прекращается во время работы двигателя, факел последнего может оказаться между приемником иа снаряде и передатчиком иа стартовой позиции. Когда сигналы проходят через факел, оии могут подвергнуться отражению, поглощеиию и беспорядочной амплитудной модуляции. Если даже прямые сигналы и могут достигнуть приемной антенны, не проходя через факел или выхлопные газы, иа приемную антенну могут попасть также сигналы, отраженные от факела; отраженные сигналы будут иметь искажения по амплитуде и фазе.
Эти искажения могут происходить или от колебаний снаряда относительно траектории сигналов, или от флюктуаций факела. Вследствие этого конструктору систем управления снарядами важно знать электрические свойства факела, а также взаимодействие между факелом и радиоволнами. В течение последних семнадцати лет многие исследователи интересовались электрическими свойствами выхлопных газов и факелов, и были опубликованы некоторые работы на эту тему. Значительный интерес в последние годы вызывало взаимодействие факела и электромагнитных волн супервысоких частот.
Раньше исследователи, испольаовавшие микрорадиоволны, изучали свойства холодных иоиизированных газов; позднее необходимость изучения условий прохождения электромагнитных волн через выхлопные газы реактивных двигателей или через факелы с высокой температурой повысила интерес именно к этому аспекту проблемы. К числу трудностей, связанных с подобными исследованиями, относятся сильная зависимость результатов от малых флюктуаций параметров факела, небольшая продолжительность работы двигателя и относительно большое влияние внешних условий на результат эксперимента. Однако в понимании происходящих здесь явлений уже достигнуты заметные успехи. а) Параграфы с 4.18 по 4.22 включительно иаписал Балзанц (Ф!!!!аа %.
Ва!мапз) из Морской исследовательской лаборатории (ХНЬ). 4.!9! пговодимость глзооввазиой сгвды со своводиыми злвядлми !4! 4.19. Проводимость газообразной среды со свободными зарядами Один из давно известных выводов выражения для проводимости газообразной среды со свободными зарядами очень прост и, тем не менее, дает достаточную точность в решении многих современных вопросов. Представим себе, что заряженная частица ускоряется электрическим полем и замедляется силой сопротивления, происходящей от ее столкновения с другими частицами, и пропорциональиой скорости изучаемой частицы.
Уравнение движения в СОЗ-электростатических единицах будет: т — + ло = дЕ,„е~"', лп лт (4.13) где иг — масса заряженной частицы (граммы), о — ее скорость (си/сек) д — средняя постоянная сопротивления, Е„,— иапряжеииость электрического поля (вольт/см), в — угловая частота электрического поля рад/сел, д — заряд электрона. Решение этого уравнения будет: о= ~ ~ дЕ е~"', важа + йв (4.14) откуда получаем величину тока Е (4. 15) где й/ есть число электронов в 1 см'. Другие заряженные частицы следуют тем же соотношениям, но они пренебрежимо мало влияют иа величину тока благодаря их большой массе. Таким образом, проводимость рассматриваемой среды будет: л — /вж а = — = Ийэ е„ет "~ виР + йя (4.
16) Из уравнения (4.13) видио, что и имеет размерность массы, деленной на время; поэтому можно предположить, что Е имеет следующее выражение: ъ ' (4.17) где т есть средиий промежуток времени между столкновениями электронов. Это предположение проверено на опыте и в некоторых пределах оно дает достаточно удовлетворительиую точность; однако в общем случае оио несправедливо. Одно из возражений против него состоит в том, что в нашем предположении средний промежуток между столкновениями ие зависит от скорости частиц. вабпгобтглнвниз глдиоволи 1гл.
4 142 Маргенау ') вывел выражение для проводимости, ИсхоДя иа предположения, что средний свободный пробег (а не время) между столкновениями не зависит от скоростей частиц. Несмотря на то, что это предположение более логично, чем предыдущее, оно, вообще говоря, тоже несправедливо. Например, оно несправедливо при высоких температурах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
