Rejim eksenel radiasiya
Eksenel şüalanma rejimi bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Ox boyunca radiasiya maksimumunun olması ilə yanaşı, bunlara daxildir: spiralın naqillərində səyahət dalğasının yaradılması, radiasiya sahəsinin dairəvi polarizasiyası, aktiv giriş müqaviməti, diapazon və s.
Maksimum radiasiya V istiqamət baltalar spirallər
Spiralın oxu boyunca maksimum radiasiya yaratmaq şərtlərini izah etmək üçün biz bir növbəni nəzərdən keçirəcəyik və əvvəlcə onu düz hesab edəcəyik ( α = 0 ).
Bobin oxu ilə üst-üstə düşən z oxu ilə z , x , y və r , θ , φ (şək. 2.6) koordinat sistemlərini təqdim edək .
Fərz edək ki, orbitdə a duran dalğa ilə şişkin
stu cari V orta nöqtə x = – A .
İki fərqli münasibət üçün
düyü. 2.6
uzunluğunu dalğa uzunluğuna çevirin λ ( L/λ << 1 və L/λ = 1 ) şəkildəki. 2.7, A, b oxları cərəyanın istiqamətini göstərir I və onun komponentləri I x və mən _ dörd nöqtədə A , B , C , D , x və y oxlarına nisbətən simmetrik olaraq cüt-cüt yerləşir . Dönüşdə cərəyan amplitüdlərinin paylanması da orada göstərilmişdir (şək. 2.7, V, G). Cari vektorları daha sonra aid olduqları nöqtəyə uyğun olaraq A , B , C , D indeksləri ilə işarə edəcəyik .
From düyü. 2.7 görünür, Nə Necə saat L/λ << 1 , Belə ki Və saat L/λ = 1
Mən xA I xC , IxB mən xD .
(2.2)
b
g _
düyü. 2.7
x oxuna nisbətən simmetrik yerləşən istənilən iki nöqtə üçün etibarlıdır . Buradan belə çıxır ki, radiasiyanın elektromaqnit sahəsi eksenel istiqamətdə (oxun istiqaməti z ) yox olacaq var komponent E x , olanlar. sahə çevirmək saat göstərilən şərtlərdə (orta nöqtədə bir antinod olan dayanıqlı dalğa rejimi) paralel elektrik vektoru ilə xətti polarizasiyaya malikdir. y oxu _ Göstərilə bilər ki, dayanan dalğa rejimində ox istiqamətdə radiasiya, hətta cari antinodun növbənin ortasına nisbətən yerdəyişməsi halında da xətti polarizasiyaya malikdir.
Dönüş müstəvisində radiasiya sahəsi də xətti qütbləşir, lakin istiqamətdən asılı olaraq E x komponenti üstünlük təşkil edir. və ya E y .
Şəkildən. 2.7 aydın olur ki, L << λ I yA üçün və mən yC I yB işarəsinin əksi işarəsi var və I yD , və L = λ -da y oxu boyunca bütün cərəyan komponentləri eyni işarəyə malikdir . Buna görə də, sargının ayrı-ayrı bölmələrindən gələn şüaların uzunluğunun eyni olduğu ox istiqamətdə şüalanma L << λ- da daha az intensiv , L = λ- da isə daha intensiv olmalıdır, Necə V istiqamətlər, yalan V təyyarə çevirmək. Radiasiya V
ox istiqamətdə sıfır deyil, adətən loop antenaları üçün nəzərdə tutulduğu kimi, çünki mən yA ≠ mən yB və I yC ≠ I yD , yəni. növbə boyunca cərəyan amplitüdlərinin kosinus paylanmasının mövcudluğuna görə.
Eksenel istiqamətdə nisbi şüalanma intensivliyi 0 < L/λ ≤ 1 intervalında L/λ artımı ilə artır və 1 < L/λ ≤ 2 intervalında L/λ artması ilə azalır . L = λ- da eksenel istiqamətdə şüalanma intensivliyi maksimumdur.
Gəlin aydınlaşdıraq bunlar ümumidir naxışlar kəmiyyətcə [9].
Sahə radiasiya V eksenel istiqamət
E y = (–і30kI 0 e –іkz /z) 2
0
cos(kaφ)cosφ adφ =
= (–i30I 0 e -ikz /z)ka
0
[cos(ka + 1)φ + cos(ka – 1)φ]dφ =
= (–і60kI 0 e –іkz /z)(ka) 2 sin(πka)/[1 – (ka) 2 ] , (2.3)
Harada mən 0 – cari V antinodlar, A – radius çevirmək.
At L/λ << 1 ( ka << 1 ) Bacarmaq təxminən saymaq
sin(πka)/[1 – (ka) 2 ] ≈ πka ,
Nə verir
E y ≈ (–і60I 0 e –іkz /z) π(ka) 3 . (2.4)
At L/λ = 1 ( ka = 1 ) bizdə var
E y = (- і60I 0 e –іkz /z) π/2 . (2.5)
φ = 90 o- da oxuna normal (bobin müstəvisində) istiqamətlərdə radiasiya sahəsinin amplitudası və L/λ <<1 ( ka << 1 ) belədir:
E y = (–і30kI 0 e –іkr /r) 2i
0
cos(kaφ) günah(kəsin φ) sinφ adφ ≈
≈ (60I 0 e –ikr /r)(ka) 2 π/2. (2.6)
At hesablama inteqral V (2.6) istifadə olunur təmsil
sin (ka sin φ) ≈ ka sin φ , sin 2 φ = (1 – cos 2φ)/2 , cos (kaφ) cos 2φ = [cos(ka – 2)φ + cos(ka + 2)φ]/2 .
(2.6) və (2.4) bəndlərinin müqayisəsindən aydın olur ki, L/λ << 1 ( ka << 1 ) üçün normal istiqamətlərdə şüalanma ox istiqamətdən 1/2 ka çoxdur.
At L/λ=1 sahənin amplitudası radiasiya əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir dəyişikliklə φ . Gəlin hesablayaq sahə üçün iki ifrat dəyərlər: φ = 90 o Və φ = 0 .
At φ = 90 o Və L/λ = 1 ( ka = 1 )
E y = (60I 0 e –kr /r)
0
cosφ günah(sinφ) sinφ dφ =
= (60I 0 e –ikr /r)(1/2)
0
günah (sinφ) sin2φ dφ =
= (60I 0 e –ikr /r)(1/4)[
0
= (60I 0 e –ikr /r)(1/4){
0
cos(sinφ – 2φ) dφ – 0 cos[sinφ – 2φ) dφ – 0
cos(sinφ + 2φ) dφ] =
cos[sinφ – (–2φ)] dφ} =
= (60I 0 e –ikr /r)(π/4)[ J 2 (1) – J -2 (1)] = 0 . (2.7)
At hesablama (2.7) istifadə olunur inteqral Bessel funksiyasının n-ci sıra təsviri
Jn ( z) = (1/π) 0 cos(zsin φ – nφ)dφ , (2.8)
A Həmçinin nisbət Jn ( z) = (–1) n J -n (z) , -dan hansı etməlidir bərabərlik
J –2 (1) = J 2 (1) .
At φ = 0 Və L/λ = 1 ( ka = 1 )
E x = (60I 0 e –ikr /r)
0
cosφ cos(cosφ) cosφ dφ =
= (60I 0 e –ikr /r)(1/2)[
0
cos(cosφ) dφ + 0
cos(cosφ) cos2φ dφ] =
= (60I 0 e –ikr /r)(π/2)[J 0 (1) + J2 ( 1)] = (60I 0 e –ikr /r)(π/2) 0,88 . (2.9)
At hesablama (2.9) istifadə olunur inteqral Bessel funksiyalarının təsvirləri [22,23]
J0 ( z) = (1/π) 0 cos(z cosφ) dφ ,
J2k ( z) = (1/π) 0 cos(z cosφ) cos(2kφ) dφ .
(2.5) ilə (2.7) və (2.9) müqayisəsindən aydın olur ki, L/λ = 1 olduqda, ox istiqamətdə şüalanma intensivliyi dönmə müstəvisində şüalanma intensivliyini üstələyir.
Beləliklə, eksenel şüalanma rejimini əldə etmək üçün L/λ ≈ 1 olan spirallərdən istifadə edilməlidir .
Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, tək dönmə zamanı hətta L/λ = 1-də də dönmə müstəvisində radiasiya üzərində eksenel şüalanmanın böyük üstünlük təşkil etməsi təmin edilmir [9].
Dönüş müstəvisində radiasiyanı əhəmiyyətli dərəcədə zəiflətmək və eksenel şüalanmanı artırmaq üçün düz əks çəki istifadə olunur (bax. Şəkil 2.1, A, b). Bundan əlavə, normal şüalanmanın zəifləməsi və eksenel şüalanmanın gücləndirilməsi çox döngəli spiralda əldə edilir.
IN verilmişdir daha yüksək təhlil etməli idi α = 0 . IN hal α ≠ 0 spiraldakı cərəyan təkcə I x komponentlərinə malik deyil və I y , həm də I z komponenti . Buna görə də, L/λ << 1- də silindrik spiral koaksial düz növbələr şəklində təmsil oluna bilər, fazada qidalanır və düz seqmentlərlə bir-birinə bağlıdır (Şəkil 2.8, A). Həm dönmələr, həm də düz seqmentlər oxa normal istiqamətlərdə maksimum radiasiyaya malikdir.
At L = λ By xarakter sahələr radiasiya spiral ekvivalent bir sıra koaksial düz döngələr və bir neçə sıra dipollar yerləşir By formalaşdıran silindr (düyü. 2.8, b), və Necə dönər, Belə ki və dipollar cərəyanlarla qidalanır, faza nisbəti hərəkət edən dalğanın vibrator antenalarında faza əlaqəsinə uyğundur. İntensivlik nisbəti V eksenel və normal istiqamətlər üçün pis
göylər fırlanır ilə L/λ = 1 nəzərdən keçirilmişdir daha yüksək. Nə narahat edir sıra dipollar, onda o, hərəkət edən dalğa ilə cərəyan sapı kimidir [24], spiral oxuna kiçik bucaq altında maksimum şüalanmaya, ox istiqamətdə sıfır şüalanmaya, normal istiqamətlərdə isə çox zəif şüalanmaya malikdir.
düyü. 2.8
Beləliklə, cari komponentlərin mövcudluğu I z I z = 0 ( α = 0 ) -də baş verən nisbətlə müqayisədə eksenel və normal istiqamətlərdə radiasiya intensivliklərinin nisbətində əhəmiyyətli dəyişikliklər yaratmır , yəni. α = 0 halı üçün yuxarıdakı təhlilin məlumatları α ≠ 0 halı üçün ümumiləşdirilə bilər .
Belə ki, optimal şərtlər qəbul maksimum eksenel istiqamətdə şüalanma aşağıdakılardır:
Dönüşün uzunluğunun işçi dalğanın uzunluğuna təxmini bərabərliyi ( L/λ = 1 ).
İstifadəsi düz əks çəki.
Səyahət dalğası sistemində olduğu kimi, onların enerji təchizatı mərhələli olduqda çox sayda növbənin olması.
|
