36.Елементарна випромінююча щілина

Розглянемо нескінченну протяжну ідеально провідну площину Ψ, в якій прорізана вузька щілина (рис. 2.2а). Якщо щілину збудити за допомогою генератора високої частоти напругою

, то в ній виникне електричне поле, лінії якого перпендикулярні краям щілини. При виконанні умов , а також (щілина - вузька) можна вважати, що напруженість електричного поля вздовж щілини не змінюється ні за амплітудою, ні по фазі. Така структура називається елементарною випромінюючої щілиною.

Елементарну щілину можна розглядати як реальний випромінювач, що створює таке ж електромагнітне поле, як віртуальний елементарний магнітний випромінювач. Структура поля, що створюється елементарної щілиною в далекій

зоні пояснюється на рис. 2.2б.

Рис. 2.2

У довільній точці спостереження, що знаходиться в далекій зоні вільного простору, враховуються тільки дві складові

і комплексні амплітуди яких визначаються по формулам:

Випромінювана електромагнітна хвиля має лінійну поляризацію.

Миттєве значення вектора Пойнтінга (вектор на рис. 2.2б) вираховується виразом .

Знаючи структуру поля, можна знайти дуже важливі характеристики елементарного щілинного випромінювача:

- Середнє (у часі - за період) значення щільності потоку енергії

(середнє значення вектора Пойнтінга)

– потужність випромінювання щілини

– проводимість випромінювання щілини

Вираз , входить в (2.3), можна записати в виді трьох множників: постійний, не залежить від направлення на точку спостреження , множник, залежить від направлення на точку спостереження sin 𝜃, и фазового множника − . З врахування цього формули (2.3) і (2.4) приймуть вигляд:

Порівняння формул (2.8), (2.9) для випромінюючої щілини і (1.6), (1.7)

ля елементарного електричного випромінювача показує, що спрямовані властивості елементарної випромінюючої щілини і елементарного електричного випромінювача абсолютно ідентичні. Головними площинами для елементарної випромінюючої щілини (рис. 2.2б) будуть: будь-яка меридіональна площина, що проходить через вісь щілини, наприклад, площини , а також екваторіальна площина , перпендикулярна осі щілини і проходить через її середину. В даному випадку меридіональною площину є – площиною, а екваторіальна экваториальная — – площиною Слід звернути увагу на наступне - меридіональна площиною стала – площина у елементарного електричного випромінювача (рис. 1.2) вона була – площиною), а екваторіальна площина стала – у елементарного електричного випромінювача (рис. 1.2) вона була – площиною).

Нормована амплітудна характеристика спрямованості елементарної випромінюючої щілини в меридіональної площини описується функцією , а в екваторіальній — . Нормовані амплітудні діаграми спрямованості в полярній і прямокутній системі координат, просторова амплітудна діаграма спрямованості відповідає діаграмам, наведених на рис. 1.3, рис. 1.4 і рис. 1.5. Цілком очевидно, що і максимальний коефіцієнт спрямованої дії елементарної випромінюючої щілини дорівнює 1,5, тобто в точності дорівнює значенню аналогічного параметра для елементарного електричного випромінювача. При орієнтації щілини уздовж осі (рис. 2.3а) або вздовж лсі (рис.

2.3б), структура її поля у хвильовій зоні буде характеризоваттся складовою

Рис. 2.3

Модулі комплексних амплітуд окремих складових при орієнтації випромінювача уздовж осі або осі визначаються співвідношенням:

Модулі поіних векторів через їх складові визначаються співвідношеннями: