Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Понятие о зонах радиосвязи (видимости) РЭТ



На больших расстояниях (600км-700км). Волна идет по касательной. Нужно учитывать сферичность Земли.

Рис. 7

Чтобы просматривать пространство с углом 360 градусов нужно антенну вращать вокруг своей оси. В таком случае получится зона (радиосвязи) видимости локатора.

Если посмотреть сверху, то можно выделить участок с максимальной дальностью обнаружения или с максимальной дальностью радиосвязи и ближний участок, который определяет невидимую для локатора зону.

 

 

Рис. 8

 

 

Для диапазона УКВ, в частности для см. диапазона антенны делаются с КПД примерно равном 1.

Возникает вопрос. Излучаем в заданном пространстве. Наверняка в заданном пространстве будет существовать область, существенная для распространения радиоволн.

Точка О – передатчик, точка А – приемник. Если эти 2 антенны смотрят друг на друга максимальными значениями диаграмм направленности, то, наверное, это будет максимум излучения. Посчитаем плотность потока мощности, которая создается у передатчика:

Рис. 9

Посчитаем плотность потока мощности, которая создается у передатчика:

, P – мощность передатчика. 4pi*r – потому что рассматриваем вибратор, который излучает вкруговую

, т.к. не полностью поверхность антенны учавствует в излучении и приеме Э.М. волн

Мощность приемной антенны равна:

со штрихом – характеристики приемной антенны

Одну и ту же антенну можно использовать и на прием и на передачу.

Нужно учесть, то, чтобы волновод был включен в одно и то же сечение антенны, что на прием, что на передачу. Иначе сопротивления будут различные и ничего хорошего из этого не получится.

Нас интересует самая минимальная мощность, которую можно выразить в чувствительность радиоустройства. Т.е. та минимальная мощность, которую приемник может принять и обработать.

- Уравнение идеальной радиопередачи. Rm-максимальное расстояние.

Решим это уравнение относительно максимальной дальности:

- Произведение диаграмм направленности равны 1, потому что мы предполагаем, что диаграммы направленности приемной и передающей антенны смотрят друг на друга своими максимумами.

Выражение 11 называют уравнением радиосвязи.

Его можно записать, как уравнение 12.

В локации используется наклонная дальность:

 

Если распишем, то все получается практически также, только вместо корня квадратного корень в четвертой степени, потому что мы учитываем путь туда и обратно.



Найдем максимальную наклонную дальность:

 

, -эффективная отражающая поверхность

Выражение 14 – уравнение радиолокации.

Здесь мы используем мощность импульсную. Импульсный режим используется, потому что его проще обработать, например, измерить координаты. Например, по времени запаздывания определяется дальность до объекта.

В непрерывном режиме обработка будет сложнее.

 

Принцип Гюйгенса-Френеля. Область пространства, существенная для

РРВ. Зоны Френеля

Речь идет об области, существенной для распространения радиоволн. Наверняка, максимум Э.М. энергии будет передан по линии О-А(Рис.9).

А если отойти вверх и вниз на какое-то расстояние в пределах нашей диаграммы направленности. (Рис.3). Как там будет распространяться? Будет ли там максимум? На какое расстояние можем отойти?

 

Точечный источник О формирует сферическую волну в момент времени t1. Можно разбить сферическую волну на точечные вторичные излучатели, которые формируют свою сферическую волну. Если мы в момент t2 аппроксимируем их максимумы, то получим следующую волну.

То есть любую волну можно представить в виде вторичных источников => свет распространяется прямолинейно. А свет имеет электромагнитную природу. Это доказал Гюйгенс.

В это дело включился Френель и обогатил принцип Гюйгенса количественными характеристиками.

Рис. 1

Буквой П обозначен вектор Герца.

Данная задача обосновывается уравнением Герца:

Если мы возьмем какую-то область или объем, ограниченный поверхностью S. Считаем, что токи там отсутствуют. Есть точка А – точка наблюдения. В данном случае, если проведем поверхность S’, которая находится за этой точкой, то, фактически, получаем какую-то волновую поверхность.

Речь идет о том, что может быть плотность потока мощности посчитана как непосредственно сумма всех источников (т.к. уравнения электродинамики линейны и принцип суперпозиции применим и любой излучатель мы можем разбить на элементарные излучатели, характеристики которых известны).



Рис. 2

Математическое обоснование принципа Гюйгенса-Френеля:

Можно посчитать вектор Герца через источники (нижнее уравнение в системе). Или можно посчитать как сумма вторичных источников (верхнее уравнение в системе). Верхняя – формула Кирхгоффа, которая является обоснование принципа Гюйгенса-Френеля с точки зрения математики.

 

Остается вопрос. Какова область пространства, существенная для распространения радиоволн?

Рис. 3

 

 

Область, существенную для распространения радиоволн обосновал Френель.

Точка А и B. Одна передающая, другая приемная. Френель поставил между ними поверхность S и поделил ее на зоны. Фактически, получаются прямоугольные прямоугольники.

Рис. 4

Одно расстояние p до поверхности S, другое расстояние r после поверхности S.

Вдоль прямой AB – это у нас будут p0 и r0.

Выбираются расстояния по поверхности S таким образом, чтобы фаза отличалась на pi.

 

Разделение на зоны Френеля:

(1) « - смотрим относительно центрального направления»

На сколько меняется фаза при переходе от одной зоны к другой:

. (2)

Область, существенная для распространения радиоволн будет определяться первой зоной Френеля, которая обозначена на Рис.4.

Если мы разобьем первую зону (или всю поверхность S) на n элементарных отрезков, то мы будем иметь знакопеременный ряд (3):

.(3)

Или расписав это, как:

(4)

Величина B(A) будет стремится к середине первой зоны Френеля, что демонстрируется на Рис.5.

 

 

Есть зона B1. Разбили ее на ряд мелких участков, посчитали фазу. А фаза меняется порядка 14 градусов. Разбили 2 зону. Видим движение участков с изменяющимися фазами по спирали к центру первой зоны B1/2.

По графику мы видим, что основное влияние в распространение радиоволн вносят первая и ближайшие зоны Френеля.

Например, если открыта первая зона Френеля, то получается пик Амплитуды.

Если открыты 1 и 2 – 1 идет пик, а вторая на 180 градусов. Вычитаются.

Если все зоны открыть, то сходящийся ряд будет стремиться к B1/2.

Таким образом, область существенная для распространения радиоволн содержит в себе 1 зону и некоторые ближайшие участки.

1 зона представляет собой круг, а остальные зоны концентрические кольца.

Последующие зоны, поскольку амплитуда там не велика и фаза меняется на 180 градусов, они большого участия не принимают, не влияют на распространение радиоволн.

Рис. 5

Это можно записать и с точки зрения математики и определить, каковы же размеры зон Френеля.

т.к. рассматриваем поле в дальней зоне

Рассматриваем треугольник АСО рис.4:

Отсюда найдем размер первой зоны и произвольной зоны Френеля:

Площадь первой зоны Френеля:

Таким образом областью, существенной для распространения радиоволн, является первая зона Френеля. Первая зона Френеля имеет форму круга. Остальные – форму концентрических колец.

Если передвинуть поверхность S ближе к приемному концу. Речь идет о пространственных зонах Френеля.

 

Рис. 6

Пространственные зоны Френеля, исходя из этого построения, можно записать:

8 – уравнение эллипса.

Таким образом, пространственная зона Френеля представляет собой эллипс с фокусами в точке А и в точке В.

Соответственно, размеры определяются выражением 9.

 

Рис. 7

 

На рис.8 видно, что пространственные зоны Френеля представляют собой эллипс.

Либо приемник находится в точке А1, либо в точке А. И если, например, распространяется по пути от О до А1 и мы будем потихоньку перекрывать эту зону поверхностью.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!