8.3. Дифракція радіохвиль
Коли в область, істотну для РРХ, попадають перешкоди, то вони зменшують амплітуду ЕМХ у пункті спостереження. Величина цього зменшення залежить від величини області, яку перекриває перешкода.
Ці перешкоди в подальшому будемо називати екранами. Фізична суть впливу екранів на ЕМП полягає у вилученні вторинних джерел з частини поверхні « », яку перекриває екран.
Дифракція є результат інтерференції нескінченної безлічі вторинних джерел, які не закриті екраном.
Розглянемо два окремих випадки дифракції.
8.3.1. Дифракцію на напівнескінченному екрані зображено на рис. 8.7.
Постановка задачі.
Рис. 8.7
Лінія спостереження АВ перпендикулярна площі екрану, який є напівнескінченним.
Лінія АВ збігається з віссю 0Х, площа екрана збігається з координатною площиною Z0Y. Екран можна переміщати вздовж осі Z.
Коли
край екрана поєднається з віссю 0Y,
то буде перекрита половина всіх зон
Френеля. Поле в точці «В» зменшиться у
2 рази порівняно з вільним простором і
буде дорівнювати
.
При переміщенні екрану донизу спочатку відкривається повністю перша зона Френеля. Решта відкрита не повністю. Тобто при відкриванні першої зони поле буде зростати за екраном.
При відкриття другої зони остання компенсує дію першої зони. Поле за екраном починає зменшуватись.
Таким
чином, при переміщенні екрану донизу в
точці «В» (за екраном) буде коливатися,
наближаючись до величини
.
Коли переміщати край екрана догори від осі 0Y, то почнуть перекриватись наступні зони Френеля. Тому полу за екраном буде монотонно зменшуватись до нуля (рис. 8.8).
Рис. 8.8
Властивість поля монотонно зменшуватись за екраном застосовують на практиці для захисту людей від сильного випромінювання.
8.3.2. Дифракція радіохвиль на екрані скінченних розмірів
При розв’язанні задачі щодо дифракції радіохвиль на екрані скінченних розмірів застосовують принцип Бабіне .
Його можна використовувати при розгляданні питань щодо діаграми направленості джерел випромінювання.
Розглянемо дві задачі.
Дифракція радіохвиль на екрані з отвором.
Дифракція радіохвиль на екрані, який є додатковим до екрана з отвором.
Додатковими називаються екрани, які при накладанні один на одній створюють суцільний необмежений екран (рис. 8.9).
Рис. 8.9
Що стосується першої задачі, то можна сказати наступне: коли б екран був суцільним, то поля в точці « » не було б зовсім.
Наявність
опору приводить до появи в точці «
»
поля
,
яке називається полем, розсіяним отвором
,
або полем дифракції на отворі
.
Розглянемо другу задачу.
При
відсутності екрана поле в точці «
»
дорівнює нулю у вільному просторі
.
При
наявності екрана, останній вносить
додаткове поле – поле розсіяне екраном
.
Тоді дифракційне поле на екрані
.
Згідно з принципом Гюйгенса-Френеля
,
де
– поле в точці «
»
від вторинних джерел на хвильовій
поверхні
;
– поле
в точці «
»
від вторинних джерел на хвильовій
поверхні
.
Але
,
а
Тоді
І остаточно отримаємо математичне формулювання принципу Бабіне
.
Поле розсіяне екраном, однакове за величиною і протилежне за знаком полю, розсіяному отвором у додатковому екрані.
Таким чином, коли відоме дифракційне поле на отворі, то відоме дифракційне поле і на додатковому екрані.
А дифракційне поле на отворі можна визначити згідно з принципом Гюнгенса-Френеля (формула Кірхгофа).