Сәуле шығарғыш.

Лекция жоспары:

· электрмагниттік өрістің эллипстік поляризациясы;

· айналма поляризациясының сәулелену өрісіне есептелген антенналар;

· турникетті сәуле шығарғыш.

Сәулеленген антенна өрісінің Е және Н векторларының бағыты поляризация жазықтығымен анықталады, яғни толқынның таралу бағыты арқылы өтетін жазықтық және электр өрісінің кернеулік векторы (Пойтинг векторы) арқылы анықталады. Көп жағдайда бір период ішінде поляризация жазқтығы жоғарғы жиілікте таралу бағытының айналасында толық айналым жасайды. Мұндай өріс айналмалы деп аталады. Осы уақытта Е векторының соңы таралу бағытына перпендикуляр жазықтықта жатқан тұйық иілісті (эллипс) бейнелейді, ол поляризация эллипсі деп аталады. Бұл – электрмагниттік өрістің эллипстік поляризациясы. Эллипстік поляризацияның түрлеріне мыналар жатады: сызықтық поляризация – түзу сызықта жататын Е векторының соңы; айналма поляризациясы – жоғарғы жиілікпен бір период ішінде шеңберді суреттейтін Е векторының соңы.

Айналма поляризациясының сәулелену өрісіне есептелген антенналар бар. Көптеген барлық бағыттағы сызықтық поляризациондалған толқындарды сәулелендіреді. Алайда өзінің құрылымдық ерекшелігіне қарай немесе орындалу дәлсіздігіне қарай, яғни сызықтық поляризация тек қана екі өзара перпендикуляр және максимальді сәулелену бағыты арқылы өтетін жазықтықта толқындарды сәулелендіретін антенналар бар. Осы жазықтықтағы өріс поляризациясы басты немесе негізгі деп аталады. Басқа жазықтықта негізгі поляризацияға перпендикуляр поляризациондалған құрастырушы өріс бар. Мұндай көлденең немесе кроссполяризационды деп аталатын құраструшы зиянд болып келеді. Негізгі және кроссполяризационды (кейде паразитті д.а.) құрастырушы өріс әр қайсысынан алынған қуат тәуелсіздігімен түсіндіріледі. Кроссполяризацияға сәйкес қуат бүйір жақ күлтелерінің құралуына жұмсалады, сол себепті антеннаның БӘК азаяды. Бұдан басқа, осы кезде немесе аралас жиіліктер ауқымында жұмыс істейтін әр түрлі қабылдағыш антенналар мен таратушы антенналардың бөгеттер (помехи) өседі. Егер таратушы антенна өрісінің екі құрастырушысы болса, ал қабылдағыш антенна тек сызықтық поляризациондалған өрісті қабылдауға есептелген болса, паразитті поляризацияға сәйкес сәулеленген қуат бөлігі қолданылмайды.

Эллипсті поляризация екі сызықты екі сызықты поляризациондалған өзара перпендикуляр және фазада үйлеспейтін құрастырушы өрістің қосындысының нәтижесіарқылы немесе екі өрістің айналма поляризациясы қарама-қарсы айналу бағытымен және әр түрлі амплитудамен қарастырылуы мүмкін.

Эллипстің кіші жартылай осінің үлкенге қатынасы поляризациондалған эллипстің (эллипс коэффициенті) біркелкілік коэффициенті деп аталады: t=b/a. Сызықтық поляризация өрісі жағдайында t=0. Бұл поляризацияның шарты болып табылады ( құрастыру- шылардың арасындағы фазаның қозғалысы). =0 немесе =0 болса да, сызықтық поляризация орнын табады. Айналма поляризация өрісі бойынша t=1 ( ). Олай болса, поляризациондалған эллипстің біркелкілік коэффициенті 0<t<1 аралықта өзгеруі мүмкін. Эллипстік коэффициенттің бағыттан бақылау нүктесіне тәуелділігі поляризациондалған ДН деп аталады.

Поляризациондалған эллипс поляризация бұрышымен және Е векторының айналу бағытымен (поляризация жазықтығының айналу бағыты) сипатталады. Поляризация бұрышы β деп – поляризациондалған эллипстің үлкен осінен ұралған бұрышты және сфералық жүйенің координаттық θ немесе бағыттарын айтамыз (сурет 5.1б).

Бақылау нүктесінде Е векторының айналу бағыты және құрастырушы өрістердің арасындағы фазаның қозғалыс бұрышындағы белгісімен анықталады. Бұл бағыт оң деп аталады, егер бақылаушы сағат тіліне қарсы айналатын Е векторына қарап тұрса (сурет 5.2).

Сурет 5.1 - Эллипстік поляризацияның параметрін анықтау

Сурет 5.2 - Айналма поляризацияның өрісін анықтау

Поляризация жазықтығының қарама-қарсы бағыты сол деп аталады. Е вектор фаза бойынша қалып отыратын құрастырушы жаққа қарай айналады.

Толық поляризациондалған қабылдағышта антеннаның БӘК эллипстік поляризацияға сәйкес өрістің мөлшерін еске аламыз мұндағы: - құрастырушы өрістің әр қайсысы үшін БӘК; - барлық бағыттағы толық өрістің қуат ағыны тығыздығының орташа мәні; . мұндағы: - сәулеленудің толық қуаты; және - өріс компонентіне сәйкес сәулелену қуаты.

Сурет 5.3 - Айналма поляризация өрісті алу

Қарапайым антеннаға мысал ретінде айналма өрісті тудыратын сызықтық сәуле шығарғышты қарастырамыз. Олар крест тәрізді орналасқан және тең амплитудадағы токпен қамтамасыз етеді, бірақ фазада қозғалған . Мұндай сәулешығарғышты көбінесе турникеттік деп атайды. Екі вибраторға қатысты yoz жазықтықтары поляризацияның өрісін тудырады және және осы сызықтың бойында жатады (сурет 5.3). N нүктесінде екі вибратордың орналасу жазықтығы х осінде жатыр. Оның біріншісі – электр өрісінің кернеу векторын тудырады, ал екіншісі – х осіне перпендикуляр жазықтықта орналасқан. Бұл векторлар амплитуда бойынша тең, бір-біріне фаза бойынша қозғалған және өзара перпендикуляр. Олай болса, вибратор жазықтығының (yoz) бағыты өрістің айналма поляризациясында орын алады.

Бақылау сұрақтары:

1. Эллипстік поляризацияның түрлерін атап берініңіз?

2. Айналма поляризациясының сәулелену өрісіне есептелген антенналар?

3. Эллипстің кіші жартылай осінің үлкенге қатынасы дененіміз не?