Плоские дифракционные антенны

Дифракционная антенна представляет собой проводящую поверхность с отверстием или совокупностью отверстий, через которые излучается электромагнитное поле. Отверстие закрыто проводящими стенками, образующими вместе с отверстием внутреннюю полость. В этой полости помещается источник поля в виде штыря или рамки с током. Следовательно, излучение электромагнитных волн во внешнее пространство происходит в результате дифракции поля первичного источника на отверстии. Поэтому и с этим физическим явлением связано название дифракционной антенны. Если проводящая поверхность является плоскостью, то и антенна называется плоской, а отверстия для излучения получили название щелевых излучателей.

Задание для самопроверки знаний и умения

1. Какое явление называют дифракцией электромагнитных волн?

2. Какие задачи решаются дифракционными методами?

3. Основное уравнение геометрической оптики.

4. Законы геометрической оптики.

5. Дифракция электромагнитного поля на теле произвольной формы.

6. Дифракция плоской электромагнитной волны на отверстии в плоском проводящем экране.

7. Примеры дифракционных антенн.

 

Глава 3

Основы теории приема электромагнитных волн

Проводники и диэлектрики в электромагнитном поле

Радиоприем

На основании определения, данного в ГОСТ 24375 –80 (радиосвязь, термины и определения), Антенна – это устройство, предназначенное для приема и излучения радиоволн [6,7,9].

Ранее в процессе изучения для упрощения решения электродинамических задач антенну разбивали на элементарные излучатели. Подобным образом целесообразно иметь дело с элементарными телами, обеспечивающими выявление их взаимодействия с электромагнитными полями. Целесообразно рассмотреть два научных направления, обоснованных в теории для изучения воздействия электромагнитных полей на окружающие нас тела.

Квантовая электродинамика, рассматривая микроструктуру веществ, обоснованно утверждает о безусловном взаимодействии электромагнитных полей, и в частности фотонов, с телами. Причем, сила взаимодействий зависит от интенсивности потока фотонов и электромагнитных свойств веществ.

Классическая электродинамика описывает взаимодействие макроструктуры тел с электромагнитными полями. Это взаимодействие проявляется силовым действием электрической и магнитной составляющих поля на заряды. Силовое действие поля описывается силой Лоренца

.                          (3.1)

Расположенная справа сумма в выражении (3.1) состоит из сил электрического и магнитного полей. Первое слагаемое – сила, с которой действует электрическое поле  на заряд ρ. Эта сила не зависит от скорости движения заряда ρ и ориентирована по направлению действия вектора поля . Второе слагаемое – сила, оказываемая магнитным полем на заряд ρ. Эта сила пропорциональна скорости заряда ρ и направлена перпендикулярно к этой скорости  и к направлению действия магнитного поля . Таким образом, оба вектора могут быть выявлены на основе взаимодействия поля и тела. Но окружающие тела охватывают широкий круг полупроводящих сред, находящихся между идеальным проводником и идеальным диэлектриком. Учитывая, что сила Лоренца приводит к появлению тока в средах, первое уравнение Максвелла в комплексной форме будет иметь вид

.          (3.2)

В выражении (3.2) вектор электрического поля  создает:

- ток проводимости

- ток смещения

Следовательно, под действием переменного электромагнитного поля в проводниках возбуждается ток проводимости, а в диэлектриках – ток смещения. Поэтому как проводники, так и диэлектрики могут быть использованы в качестве устройств радиоприема электромагнитных полей.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: