113

4. Специальные вопросы теории излучения.

Выше были рассмотрены вопросы, касающиеся работы излучателя либо в свободном пространстве, либо при наличии идеального экрана, жёсткого или мягкого.

Как правило, отдельные излучатели собираются далее в антенны, располагаются по условиям работы вблизи отражающих поверхностей или устанавливаются в экраны, которые никак нельзя считать идеальными. Все эти конкретные условия работы изменяют, а иногда и очень существенно, характеристики отдельного излучателя, полученные выше при условии работы его в свободном пространстве. Рассмотрим влияние конкретных условий работы на собственные характеристики излучателя.

4.1. Взаимное влияние излучателей.

В качестве расчётной модели возьмём пару сферических монополей, находящихся на расстоянии друг от друга.

,

,

,

Для простоты используем приближение:

,

.

Введём обозначения:

- давление, создаваемое первым излучателем на своей поверхности,

- давление, создаваемое вторым излучателем на поверхности первого,

- давление, создаваемое вторым излучателем на своей поверхности,

- давление, создаваемое первым излучателем на поверхности второго.

Решение задачи сводят к нахождению сопротивлений излучения, собственных и вносимых сопротивлений:

,

,

,

,

.

В низкочастотном приближении получаем интересный результат:

.

.

Взаимное влияние излучателей друг на друга сводится к удвоению активной части сопротивления излучения и к незначительному изменению реактивной составляющей на низких частотах , причём прямым сложением объясняется только изменение суммарного реактивного сопротивления. Удвоение активного сопротивления объясняется чисто волновым эффектом – реактивное поле соседнего излучателя при распространении на расстояние убывает в раз, но приобретает активную составляющую, равную по величине активной составляющей собственного сопротивления:

,

,

.

Э ффект удвоения активного сопротивления на низких частотах не зависит от геометрии излучателя и имеет место для излучателей произвольного вида.

,

.

Механизм взаимного влияния объясняет синфазное сложение уровней излучения излучателей, находящихся на малом расстоянии друг от друга с увеличением мощности в раз , тогда как при некогерентном сложении суммарная мощность увеличивается в раз.

При противофазном сложении монополей пара монополей образует диполь, при этом:

.

4.2. Влияние на излучатель свободной поверхности.

Наиболее сильно это влияние проявляется при работе низкочастотного излучателя вблизи поверхности моря, а при его буксировке приводит к модуляции уровня излучения. Для монопольного излучателя, работающего вблизи свободной поверхности, можно записать:

,

- мощность излучателя в свободном поле.

Влиянием свободной поверхности на излучатель можно пренебречь только при .

При работе вблизи поверхности моря изменяется не только излучаемая мощность, но и направленные свойства, а излучение ненаправленного монополя становится направленным.

,

,

- синфазное сложение, ,

- противофазное сложение, .

.

- граница ближней зоны, за пределами которой поле убывает монотонно по закону .

В дальней зоне ,

.