Читать реферат по физике: "Тонкая структура электромагнитного поля в свободном пространстве и при наличии экранирующих препятст..." Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

Зона Френеля - это часть поверхности фронта электромагнитной волны, охватывающая вторичные источники, элементарные волны которых в точке В расходятся по фазе не более чем на 1800, при этом соседние зоны Френеля создают в точке В противофазные поля.

Математически размер зоны определяется выражением:

(3)

Если перемещать воображаемую поверхность S вдоль линии АВ, то окружности радиуса  опишут поверхности эллипсоидов вращения.

Области пространства между двумя соседними эллипсоидами вращения являются пространственными зонами Френеля (см. рисунок 3).

Несмотря на то, что площади зон Френеля

(4)

на плоскости S одинаковы, амплитуды, создаваемых ими полей в точке В убывают с ростом n, так как при этом () - уменьшается, а r'(r'') - увеличивается. Поэтому результирующее поле в точке В в основном создается волнами вторичных излучателей, расположенных в пределах первых нескольких зон Френеля.

Как показывают расчеты и эксперимент, вследствие взаимной компенсации противофазных полей соседних зон Френеля результирующее поле в точке В определяется действием лишь вторичных излучателей, расположенных в пределах 1/3 первой зоны Френеля (n = 1/3) с радиусом

.(5)

Величина   имеет важное практическое значение, так как определяет размеры области существенной для распространения радиоволн. Рис. 3 Результаты эксперимента (зависимость |Е/Есв| в очке В от относительной величины отверстия S/S1) показаны на рисунке 4.

Рис. 4 Из рисунка 4 следует, что напряженность поля при отсутствии экрана Есв равняется напряженности поля Е при наличии экрана с отверстием, имеющим площадь, равную S1/3, радиус которой -. Экран практически не влияет на величину поля в точке приема при n > 8 (8 зон Френеля).

Дифракция радиоволн на полуплоскости.

Область, существенная для распространения радиоволн

Дифракция - огибание электромагнитной волной встречных препятствий.

Волновую теорию (принципы Гюйгенса-Френеля) можно использовать на практике для определения множителя ослабления электромагнитной волны на радиотрассе с препятствием.

Данную задачу можно решить достаточно просто, если препятствие в виде горы, холма и т.п. аппроксимировать плоскостью (рисунок 5).

Рис. 5

Опираясь на рисунок 5, определим напряженность поля в точке приема В, используя формулу (2). При этом интегрирование в данном выражении будет производиться лишь по полуплоскости, дополняющей экран (т.е. при ZН), так как поле ЕS на теневой стороне экрана равно нулю.

Путем ввода некоторых допусков и новых переменных, выражение (2) приводится к виду

. (6)

Тогда множитель ослабления на трассе с препятствием в виде полуплоскости определяется выражением

. (7)

Здесь параметр U0 равен отношению Н к радиусупервой полузоны Френеля:

, (8)

где Н - величина просвета (расстояние между прямой, соединяющей точки приема и передачи и кромкой экрана (препятствия)).

График функции |F(U0)| изображен на рисунке 6.

Рис. 6

По данному графику легко определить область, существенную для распространения радиоволны. Анализ функции |F(U0)|, представленной на рисунке 6, показывает, что при Н = 0, т.е. когда траектория волны касается кромки экрана и все зоны Френеля

Похожие работы