Елементарний щілинний випромінювач - Студопедія
Дана випромінююча система є нескінченною металевою площиною, в якій прорізана щілина довжиною і шириною (рисунок 80). Для порушення щілини змінного магнітного струму можуть бути використані різні способи. Так, джерело високочастотної напруги може бути підключений до обох кромок щілини, як це показано на малюнку 80. При цьому виходить двостороннє збудження щілини, оскільки електромагнітна енергія випромінюється в обидва напівпростори. Насправді часто застосовується одностороннє збудження щілинного випромінювача, наприклад, з допомогою прямокутного хвилеводу з хвилею .
Малюнок 80 − Елементарний щілинний випромінювач
Тут змінні електричні заряди на кромках щілини наводяться за рахунок протікання поверхневих електричних струмів ділянкою площини, що закорочує хвилевід.
Щоб розглядана щілина могла вважатися елементарним випромінювачем, необхідно виконання очевидної умови у своїй зазвичай .
Не обмежуючи спільності, розглянемо випадок двостороннього порушення щілинного випромінювача. При цьому відпадає потреба у розв'язанні нової електродинамічної задачі, оскільки достатньо застосувати принцип перестановної подвійності до відомих складових поля елементарного електричного випромінювача. Випишемо послідовно складові поля обох випромінюючих систем, справедливі у дальній зоні.
для електричного випромінювача
,
,
для щілинного іелучателя
Те, що елементарний щілинний випромінювач у дальній зоні має єдину складову електричного вектора, спрямовану по сферичній координаті, говорить про те, що силові лінія електричного поля, виходячи зі щілини, набувають на деякому видаленні формукіл (див. малюнок 79).
На практиці як величина, що характеризує інтенсивність збудливого джерела, набагато зручніше використовувати але амплітуду стороннього магнітного струму, а напруга в щілини, що вимірюється у вольтах. Зв'яжемо між собою ці дві величини.
Звернемося знову до малюнків 78 і 79. Тангенційну складову магнітного поля на поверхні смужки, що проводить, можна знайти, провівши контур інтегрування по поверхні провідника і потім скориставшись законом повного струму:
(тут передбачається, що смужка має нульову товщину).
Припускаючи, що напруженість електричного поля в зазорі щілини постійна, матимемо
.
Оскільки в силу принципу перестановної двоїстості напруженості електричного та магнітного полів взаємно замінюються, для збереження відповідності з виразом для остання формула повинна мати вигляд
,
.
Цей важливий результат дозволяє записати остаточні вирази для складових електромагнітного поля щілинного випромінювача в дальній зоні:
.
Середнє значення вектора Пойтинг має єдину складову, спрямовану за координатою :
.
звідки безпосередньо може бути обчислена випромінювана потужність
Не зупиняючись на подробицях викладок, зазначимо, що опір випромінювання щілинного випромінювача характеризується формулою
, Ом.
На закінчення порівняємо ефективності двох розглянутих видів елементарних випромінювачів. Припустимо, що є два абсолютно однакових конфігурації випромінювача, один з яких є електричним, а інший щілинним. Нехай електричним випромінювачем протікає струм . Постає питання, яке має бути напруга для того, щоб випромінювані потужності збігалися.Іншими словами, має виконуватись рівність
.
Припустимо для визначеності, що струм А. Тоді відповідно до наведених формул В.
Даний результат у певному сенсі говорить про нестачу щілинного випромінювача, оскільки напруга в щілини істотно обмежена можливістю електричного пробою.
Закінчуючи розгляд елементарних вібраторів, необхідно відзначити, що існують інші випромінюючі системи, поле яких має конфігурацію, подібну до конфігурації поля елементарного щілинного випромінювача. Прикладом може бути випромінювач як досить малої дротяної петлі, якою протікає змінний електричний струм з амплітудою (рисунок 81). Тут можна припустити, що у напрямі, перпендикулярному площині петлі, протікає сторонній магнітний струм. З цієї причини досить малі щілинні та рамкові випромінювачі можуть бути віднесені до класу елементарних магнітних випромінювачів.
Малюнок 81 − Елементарний магнітний випромінювач у вигляді петлі струму
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: