Реферат: Основные характеристики пространственной структуры излучения - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Основные характеристики пространственной структуры излучения

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 214 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ кафедра ЭТТ РЕФЕРАТ на тему: « Основные характеристики пространственной структуры излучения » МИНСК, 2008 До сих пор при изложении вопросов обнаружения сигналов на фоне помех учитывалась только их временная структура. В то же время как сигналы, так и помехи являются электромагнитными полями, которые характеризуются амплитудными и фазовыми распределениями на раскрыве передающей или приемной антенны, где x , y - координаты раскрыва. Под пространством сигнала будем понимать для определенности плоскость ( x , y ). На плоскости ( x , y ) в пределах площади существует поле f ( x , y , t ), а вне поле равно нулю (рис. 2.9.1) где A ( x , y , t ) и - амплитуда и фаза поля. Пусть пространственный сигнал f ( x , y ) представляет распределение на плоскости Z = 0, т.е. на плоскости ( x , y ), амплитуд и фаз поля монохроматического колебания , где - амплитуда, круговая частота и начальная фаза монохроматического колебания. При этом поле в полусфере бесконечного радиуса при Z > 0 , опирающейся на плоскости Z = 0, является суммой плоских волн с различными амплитудами, фазами и направлениями распространения: Рис. 1. Пространство сигнала. Рис. 2. Проекции волнового вектора на координатные оси. где - радиус-вектор, проведенный из начала координат в точку наблюдения; - волновой вектор, модуль которого ; - проекция волнового вектора; - комплексная функция, которая описывает амплитуду и фазу отдельной плоской волны с направлением распространения, определяемым совокупностью двух действительных переменных и . Заметим, что факт распространения плоской волны в любом направлении отражается условием сохранения фазы волнового фронта, распространяющегося со скоростью света С : , если . Факт суммирования плоских волн, распространяющихся во всех направлениях передней полусферы, отражается их двойным интегрированием по всем направлениям. Направление распространения волна определяется проекциями волнового вектора на координатные оси (рис.2). В общем случае направление распространения волны определяется двумя углами и . Если эти углы выбраны по отношению к прямоугольной системе координат x , y , z так, как показано на рис. 2, то , . Так как три проекции волнового вектора связаны соотношением , то независимых проекций всего две - и , а третья проекция . Используя введенные обозначения, перепишем выражение для искомого поля так Определим комплексную функцию . Очевидно, что приведенное решение волнового уравнения должно удовлетворять следующему условию – на плоскости Z =0 это решение должно иметь вид заданного пространственного сигнала Полученное выражение представляет собой обратное двумерное преобразование Фурье. Прямое двумерное преобразование Фурье позволяет найти функцию : . Функция , определяющая распределение амплитуд и фаз плоских волн по направлениям согласно последнему выражению может быть названа спектром волнового поля или угловым спектром поля. Название “угловой спектр” отражает связь аргументов и с углами распространения и соответствующих плоских волн. Последние два соотношения представляют собой прямое и обратное преобразование Фурье для двух переменных - и ( x , y ). Переменные x , y являются координатами точек пространства и имеют размерность длины. Переменные и имеют размерность, обратную длине. Эти переменные называются пространственными частотами. Такое название вполне оправдано. Параметр x или у в пространственном сигнале подобен времени t во временном сигнале, а параметр или подобен круговой частоте в спектре временного сигнала. Поэтому оправданным является и другое обозначение переменных и как круговых пространственных частот , . Таким образом, переменные и имеют двойной физический смысл – это, с одной стороны, пространственные частоты, а с другой стороны, величины, определяющие углы распространения плоских волн, на которые разлагается волновое поле. Решение волнового уравнения остается двузначным, так как можно выбрать любой из двух знаков перед координатой z в показателе экспоненты. Эта неопределенность знака устраняется, если учесть поведение неоднородных волн при увеличении z . В отличие от распространяющихся плоских волн при неоднородные волны получаются при , которые экспоненциально затухают вдоль координаты z . При этом убывающее с ростом z поле мы получим только в том случае, если выберем в указанном показателе экспоненты перед z знак ''+". С учетом этого решение волнового уравнения, определяющее комплексную амплитуду поля в передней полусфере в виде суперпозиции плоских волн различных направлений (в том числе и неоднородных) с различными амплитудами и фазами, обретает окончательный вид Заметим, что решение волнового уравнения является отражением двух базовых явлений: явления дифракции радиоволн, т.е. отклонения направления распространения радиоволн от нормали к излучающему раскрыву, и явления интерференции радиоволн, т.е. сложения (суперпозиции) плоских радиоволн с различными амплитудами, фазами и направлениями распространения. Сомножитель подынтегральном выражении доопределяет фазу каждой составляющей углового спектра поля с учетом того, что сигнал в передней полусфере наблюдается на плоскости, перпендикулярной оси z на расстоянии z от плоскости входного пространственного сигнала. Поэтому этот сомножитель условно может рассматриваться как частотная характеристика свободного пространства . Амплитудно-частотная характеристика свободного пространства для распространяющихся в передней полусфере радиоволн равна единице , , , где - координаты волнового вектора в полярной системе координат (рис. 2.9.2): , , - угол между направлением распространения плоской радиоволны и осью z , т.е. угол отклонения (дифракции) электромагнитных волн от направления, перпендикулярного плоскости пространственного сигнала. Фазочастотная характеристика свободного пространства изображена на рис. 3. Поведение фазочастотной характеристики свободного пространства представляет наибольший интерес в диапазоне пространственных частот, равной ширине амплитудно-частотного спектра пространственного сигнала, которая по аналогии с шириной спектра временного сигнала определяется пространством сигнала : , , , где - обобщенный линейный размер пространства сигнала. Это означает, что поведение фазочастотной характеристики свободного пространства представляет интерес в диапазоне углов дифракции: . Учитывая это, фазочастотная характеристика свободного пространства может приближенно рассматриваться в различных условиях дифракции: 1) в условиях приближения геометрической оптики изменением ФЧХ свободного пространства в диапазоне углов дифракции можно пренебречь Рис. 3. Фазочастотная характеристика свободного пространства. Рис. 4. Диаграмма направленности антенны при равномерном АФР. , если второе (отброшенное) слагаемое разложения в ряд Маклорена много меньше радиан , что выполняется в области глубокой ближней зоны . 2) в условиях дифракции Френеля фазочастотную характеристику свободного пространства в диапазоне углов дифракции можно аппроксимировать параболой , если третье (отброшенное) слагаемое разложения в ряд Маклорена много меньше радиан , что выполняется на расстояниях т.е. практически в области ближней зоны . 3) в условиях дифракции Фраунгофера, когда изменение фазочастотной характеристики свободного пространства в диапазоне углов рефракции больше радиан т.е. практически в области дальней зоны . При этом решение дифракционной задачи упрощается в большей мере, чем даже в частных случаях дифракции Френеля или приближения геометрической оптики. Действительно, поле в дальней зоне, используя полярную систему координат , , , можно представить в следующем виде: . Учитывая ограниченную область изменения пространственной частоты , относительно малые размеры пространства сигнала , относительно небольшой диапазон изменения углов дифракции , можно вычислить интеграл путем ряда уточнений, преобразований переменной интегрирования упрощений: - уточнение пределов интегрирования , - упрощение подынтегрального выражения , , - переход к переменной интегрирования , а от нее – к переменной Дальнейшее вычисление интеграла основано на использовании относительно медленного изменения функции по сравнению с изменением функций и в дальней зоне . Это позволяет вынести за знак интеграла функцию : . Осуществляя замену переменной интегрирования , приводим выражение в интегралах Френеля . Учитывая асимптотические свойства интегралов Френеля, , находим окончательно: . Возвращаясь к двумерному интегралу, определяющему поле в дальней зоне источника излучения (в плоскости ), с точностью до несущественного постоянного фазового сдвига, получаем . Таким образом, в дальней зоне (зоне Фраунгофера) распределение поля определяется формой спектра исходного поля. Этот результат широко известен в теории антенн, где распределение поля по углам в дальней зоне (диаграмма направленности антенны) есть преобразование Фурье от распределения в раскрыве антенны. При регулярном АФР поля в плоскости излучения диаграмма направленности характеризуется наличием главного лепестка определенной формы и ширины,а также наличием боковых лепестков определенного уровня. Так, например, при равномерном распределении (АФР) поля на раскрыве , , , диаграмма направленности излучения имеет форму в обеих плоскостях: Угловая ширина диаграммы направленности антенны пропорциональна ширине спектра пространственного сигнала , . Таким образом, диаграмма направленности антенны и ее ширина (рис. 4) является важнейшими пространственными характеристиками излученного (зондирующего) сигнала, определяющими направленность излучения антенной системы с регулярным амплитудно-фазовым распределением поля на ее разрыве. ЛИТЕРАТУРА 1. Охрименко А.Е. Основы извлечения, обработки и передачи информации. (В 6 частях). Минск, БГУИР, 2004. 2. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б.. Радиоэлектроника и медицина. – Мн. – Радиоэлектроника, 2002. 3. Медицинская техника, М., Медицина 1996-2000 г. 4. Сиверс А.П. Проектирование радиоприемных устройств, М., Радио и связь, 2006. 5. Чердынцев В.В. Радиотехнические системы. – Мн.: Высшая школа, 2002. 6. Радиотехника и электроника. Межведоств. темат. научн. сборник. Вып. 22, Минск, БГУИР, 2004.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Как научить детей хорошему, если Тарзан ходит голым, Золушка приходит домой после 12-ти ночи, Бэтмен гоняет на скорости 450 км/час, а Белоснежка вообще живёт с семью гномами?
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Основные характеристики пространственной структуры излучения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru