Distantsionny_kontrol_psikhofiziologicheskogo_sostoyania_s_pomoschyu_sverkhshirokopolosnoy_RLS

281

Рис. 4.106 Принятый сигнал.

3. Два человека, двигаются в одном направлении с интервалом ~1 м. и пересекают зону контроля,

расположенную на расстоянии 75 м. от РЛС.

sunn 0

Рис. 4.107 Принятый сигнал.

4. Один человек пересекает зону контроля, расположенную на расстоянии 100 м. от РЛС.

0

sunn

Рис. 4.108 Принятый сигнал.

5. Один человек двигается и пересекает зону контроля в прямом, а затем в обратном направлении, на расстоянии 100 м. от РЛС.

Рис. 4.109 Принятый сигнал.

6. Один человек пересекает зону контроля, расположенную на расстоянии 100 м. от РЛС, располага-

ясь на расстоянии 2 метров позади затеняющего его дерева диаметром около 60 см (рис. 3.104).

Рис. 4.110 Принятый сигнал

284

Анализ существующих сверхширокополосных антенн показывает, что большинство эффек-

тивных СШП антенн является развитием линий передачи волн типа ТЕМ: двухпроводной цилиндри-

ческой линии, ленточного или щелевого волновода (рис. 4.112). В пределе эти антенны сводятся к тонкому вибратору со сведенными плечами, который в первом приближении может быть представ-

лен тонким прямолинейным симметричным вибратором, состоящим из суммы элементарных дипо-

лей. Таким образом, целесообразно излучение и прием сверхширокополосных сигналов антеннами начать рассматривать с анализа решений для элементарных излучателей.

Рис. 4.112. Сверхширокополосные антенны и их модели:

а) прямолинейный симметричный вибратор; б) симметричный вибратор со сведенными плечами; в) биконический вибратор;

г) ленточный ТЕМ-рупор; д) щелевая антенна

4.6.2. Элементарные излучатели

Элементарный электрический излучатель с равномерным распределением тока показан на рис.

4.113.

x

Рис. 4.113. Элементарный электрический излучатель

Выражение для расчета напряженности электрического поля при произвольном законе изме-

нения тока во времени

имеет вид [266]:

Выражение (4.16) записано в обобщенной временной форме, поэтому позволяет анализиро-

вать электромагнитные процессы с любым законом изменения во времени. При возбуждении излуча-

теля синусоидальным монохроматическим током I t Imax sin t закон изменения поля во време-

ни будет гармоническим:

После представления частоты через длину волны , волнового сопротивления среды, как

Zc 120 , последнее выражение приобретает вид:

Преобразование полученного решения (4.17) для комплексной амплитуды напряженности элек-

трического поля с учетом сдвига по фазе на 2 приводит к известному решению в частотной фор-

ме, имеющему только мнимую составляющую [267, 268]:

где k 2 – волновое число.

286

Точно также решения, полученные в работе [269] временным методом для элементарного маг-

нитного излучателя (4.19) и элемента Гюйгенса (4.20) соответствуют известным решениям (4.21),

(4.22) для возбуждающих гармонических токов Imaxм или полей E0 в частотной форме, приведенным,

например, в литературе [267]:

Таким образом, решения, полученные для элементарных излучателей временным методом, в

частном случае излучения гармонических электромагнитных волн совпадают с решениями, получен-

ными частотным методом. Следовательно, свойства и характеристики элементарных излучателей,

рассчитанные временным методом с помощью решений (4.15), (4.19), (4.20), будут справедливы для сигналов произвольной временной зависимости.

3.6.3. Передающий симметричный вибратор

Для точного расчета поля прямолинейного тонкого бесконечно проводящего симметричного вибратора необходимо рассчитать распределение тока на его поверхности (рис. 4.114). Строгое ре-

шение этой задачи связано с определением структуры поля вокруг провода и, в частности, тангенци-

альной составляющей вектора напряженности магнитного поля у поверхности провода. Решение за-

дачи в строгой постановке встречает математические трудности.

287

Рис. 4.114. Прямолинейный симметричный вибратор

При определении поля тонкого вибратора на большом расстоянии приближенно считается,

что распределение тока по проводу подчиняется законам распределения тока в длинных линиях

[267], [270]. Для гармонических сигналов это распределение описывается синусоидальной функцио-

нальной зависимостью [267]:

где Imax - амплитуда тока в пучности, l - длина плеча вибратора.

Аналогично при тех же допущениях может быть получено во временном виде распределение по проводу тока произвольной формы, как решение неоднородного волнового уравнения для длин-

ной линии, представляющего ток в виде суммы бегущих прямых и отраженных волн в первом и вто-

ром плечах вибратора (рис. 4.115) [269, 270]:

289

dE Zc sin d I (z,t) dz . 4 r'c dt

Тогда по принципу суперпозиции, проинтегрировав по поверхности антенны, получим выра-

жение, описывающее напряженность электрического поля симметричного вибратора:

Приведем аналитический расчет выражения (4.25). С учетом времени распространения волн