4.3 Линейный излучатель с бегущей волной тока.

(автор-Крымский В.)

Из вышеприведенных рассуждений следует, что в самом общем случае ток на излучателе описывается бегущей волной. Скорость распространения волны определяется параметрами излучателя. Для круглого тонкого проводника , для прямолинейной узкой щели то же самое. В любом случае время прохождения импульса тока по длине излучателя равно

.

Учитывая длительность импульса и разность расстояний между точкой питания и концом излучателя, для длительности импульса поля будем иметь

. (4.33)

В зависимости от соотношения пространственной длительности импульса и длиной излучателя возможны два случая. Если, то в формуле для тока (4.26) следует одновременно учитавать, как минимум, две волны – прямую и обратную. При этом в формировании поля излучения участвует весь излучатель. Если, излученное поле формируется вначале прямой волной тока. В конце излучателя на расстоянииот его конца присутствуют обе волны, далее по времени присутствует только обратная волна. В формировании поля излучения прямой и обратной волн участвует часть излучателя длиной.

Зависимость импульса тока от времени может быть задана в виде аналитического выражения. Наиболее часто используются два способа. Первый – задание в виде гауссовского импульса

(4.34)

и виде суммы двух экспонент

. (4.35)

Величина в формуле (4.34) определяет длительность импульса. А величиныa и b в (4.35) связаны с техническими параметрами импульса [115]. Они определяют время нарастания импульса от0,1 до 0,9 амплитуды

, (4.36)

длительность импульса по уровню 0,5 амплитуды

, (4.37)

и длительность импульса по уровню 0,1 амплитуды

. (4.38)

Аналитическое задание формы импульса тока в виде формулы (4.35) описывает большое число реально генерируемых импульсов.

4.4. Излучатель произвольной формы.

(автор-Крымский В.)

Наиболее часто встречаются криволинейные излучатели, которые имеют плоскую форму. Общепринятая методика расчета поля их излучения выглядит следующим образом [118]. Форма излучателя задается параметрически ,. Элемент дуги, по которой происходит интегрирование, равен

Для векторного потенциала в этом случае имеем

.

Имеются две составляющие тока ии две составляющие векторного потенциалаи

, (4.39)

. (4.40)

Поля Е и Н расчитываются по формулам (4.2*) и (4.3*) с учетом того, что.

В таком виде способ расчета поля излучателей произвольной формы совместно с моделью бегущей волны тока может быть использован для расчета поля молниевого разряда [55]. Величина сопротивления канала Rопределяется через число носителей заряда. Индуктивность и емкость канала берутся как для цилиндрического проводника по формулам (4.22) и (4.23). Потери на излучение рассчитываются по формулам (4.16) или (4.17). расчет некоторых моделей разрядов дал результаты, которые качественно совпадают с экспериментальными.

Расчет распределения тока по излучателю. Надо найти R,L,C,G: 1) Взять для статических полей - плохо. 2) R,L,C – для СВЧ - синусоиды. 3) Электродинамический способ : ;а);б),где

Сопротивление потерь: в)г)

Причём G_i(t),R_i(t),L_i(t),C_i(t)- мгновенные значения.

При измерениях получаем средние их значения: , ,

Для простейших излучателей можно получить аналитические выражения: ,a-радиус,l-длина; ;;,-поверхностный эффект,R₀-сопротивление постоянному току, ,-для цилиндра,.

С учётом отражений: -волновое сопротивление,-внутреннее сопротивление генератора,,,.

Для вибратора: ,,

Щель ,.

Условие излучения без искажений: , тогда.

Длительность импульса: .