Теоретические вопросы по АФУ

[ra6foo]

Еще с тех времен, когда написавший её был прилежным студентом.
По стилю изложения, а так всё правильно на мой взгляд

[Слушатель эфира]

Кроме поля переизлучения, Марков выделяет еще теневое поле рассеяния и делит все антенны на два класса - с минимальным и неминимальным рассеянием. С рассеянием всё сложнее, чем с переизлучением, степень рассеяния зависит от вида диаграммы рассеяния, от того насколько сильно она отличается от ДН антенны. Кстати, диполи относятся к антеннам минимального рассеяния.

Предлагаю поля рассеяния пока оставить в стороне, т.к. мы ведем речь именно о переизлучении. Могу предположить, что про поля рассеяния ММАна ничего не знает, и в них не умеет.

1.Если ММАна решает численно уравнения Максвелла, то говорить о "незнании" ею про поле рассеяния, как минимум некорректно, поскольку это поле (выделяемое нами отдельно) часть полного решения уравнений Максвелла для данной системы.
2.Марков пишет про поле рассеяния, которое есть у всех антенн. Минимальность у диполя не означает отсутствие рассеяния вообще.

Если взять узконаправленную антенну и смотреть на рассеивающий центр издалека, да ещё устроив нуль диаграммы в направлении обратном направлению плоской волны, то мы сможем ясно видеть источник рассеяния. Если теперь перемещаться по нашему направлению дальше, то падать мощность принимаемого излучения должна обратно пропорционально квадрату расстояния до рассеивающего центра. Если последнее верно, то это и означает наличие излучения в данном направлении. А как оно образовалось вопрос уже другой.

[Слушатель эфира]

Да, и говорить про поле рассеяния, как часть полного решения, можно только в том случае, если решение уравнений будет разбиваться на две части, а не искусственным и приближённым выделением компонент из общего решения по их асимптотическому поведению. Это, к слову, касается и деления на зоны ближнюю, дальнюю и прочие

[alex_m]

Директор и рефлектор не излучают, так как не получают энергию от источника по кабелю.

Энергию к ним никто не подводит и не отводит. Это просто два куска железа подобраных по размеру.
В качестве отдельных антенн их рассматривать нельзя.
Какую-то часть энергии антенны они даже переводят в тепло.

Даже не знаю, можно ли тут говорить об излучении, тут наверно скорее отражение.

[Евгений240]

На эту тему у Полякова есть хорошая статья "О ближнем поле приёмной антенны", в ней все эти Пойнтинги наглядно разрисованы и объяснены.

Собственно вопрос и был задан с тем, чтобы перейти к ближнему полю приёмных антенн. За наводку по статье, спасибо. Прочту, тем более у Полякова. Стиль изложения Тимофеича мне импонирует. Но вернёмся к антеннам.
Считаете ли вы, что принцип обратимости приёмных и передающих антенн распространяется и на процессы в ближней зоне?

[UA4NE]

Считаете ли вы, что принцип обратимости приёмных и передающих антенн распространяется и на процессы в ближней зоне?

Я считаю, что эти процессы разные, но приводят в итоге к одному результату, который согласуется с принципом взаимности. Этот результат - повышение эффективности ограниченной в физических размерах антенны (уже неоднократно об этом здесь писал).

В приемной антенне это происходит за счет локального искривления плоской сторонней волны, придания ей локальной "сферичности" и более полного "высасывания" ее энергии из объема реактивной зоны.

В передающей - за счет более полного использования активной энергии передатчика на излучение. Но никакого "искривления" при этом, конечно же, не происходит, т.к. излучаемая волна уже и так является сферичной.

[alex_m]

Считаете ли вы, что принцип обратимости приёмных и передающих антенн распространяется и на процессы в ближней зоне?

конечно. Если заменить в вашем примере приёмничек с маленькой антенной на передатчик с такой-же маленькой антенной, то он, находясь в реактивном поле большой антенны, точно также сильно будет создавать помехи приёмнику подключенному к большой антенне.
В данном случае приём/передача ВЧ энергии будет идти не через плоскую ЭМВ, а напрямую - через собственное поле антенны, которое в реактивной зоне на порядки мощнее, чем поле ЭМВ.

[UA4NE]

По проблеме обратного излучения приёмной антенны. Перевожу с книжного языка Маркова-Сазонова на человеческий язык так, как я это понял. Всё обратное излучение приёмной антенны складывается из двух частей:

1. Переизлучение антенной той части энгергии поля, которая была принята антенной, но не дошла до нагрузки и отразилась от нее из-за рассогласования.

2. Так называемое "теневое рассеяние" антенной той части оставшейся энергии поля, которая антенной вообще не могла быть принята в принципе, но находилась в зоне ее влияния.

По первой части вопросов, вроде бы, не возникает. Вычислить мощность переизлученной в пространство энергии можно на основании известных из электротехники принципов взаимодействия источника и нагрузки. Марков и Сазонов подтверждают, что при полном согласовании антенны с нагрузкой эта часть обратного излучения равна нулю. И в этом ответ на пятый вопрос "нет" является верным, переизлучение энергии согласованной антенной отсутствует.

Со второй частью интереснее. Рассмотрим, откуда берется не принятая антенной энергия и почему она рассеивается в пространство в виде расходящейся сферической волны. Предположим, что наша антенна является точечной, она может принимать только сходящуюся к ней сферическую волну, но сама она находится в поле сторонней проходящей мимо плоской волны, которая сферической не является.

Марков-Сазонов мысленно разлагают проходящую плоскую волну на две равные по величине сферические компоненты, суперпозицией которых и является эта плоская волна. Первая условная компонента - сходящаяся сферическая волна, ее энергия стекается в точку размещения антенны как в точку "стока" и принимается ею. Вторая условная компонента - расходящаяся сферическая волна как бы из этой же точки, и теперь это уже как бы точка "истока". Пока приемная антенна в этой точке физически отсутствует, обе условные сферические компоненты как бы уравновешивают друг друга, и в результате их условной суперпозиции существует та самая плоская проходящая волна.

После того, как мы поместили приемную антенну на ее место, она начинает изымать из той области пространства, до которой смогла дотянуться собственным полем, сходящуюся сферическую компоненту поля плоской волны. При этом расходящаяся компонента поля остаётся не изъятой и рассеивается в пространстве в виде расходящейся сферической волны.

Рассеяние происходит в соответствии с диаграммой направленности антенны по такому принципу. С какого направления было сферической энергии больше изъято, в том направлении плоская структура волны нарушилась сильнее, значит, в том направлении и рассеяние будет больше. С того направления, откуда энергия не изымалась, туда и рассеяния не будет.

Сильно прошу не пинать, это только мой перевод с книжного языка. Для меня пока осталась непонятной сама физика этого математического трюка - почему при суперпозиции двух встречно направленных из общей точки сферических волн должна получиться именно плоская бегущая волна, а не какая-то иная. У меня пока не получается, видимо что-то делаю не так. Жаль, что книжное изложение не сопровождено хотя бы самой захудалой картинкой.

[Слушатель эфира]

и зачем было это всё писать? Тут и без этого чудят, на очень простом, а с таким воспроизведением сложного материала будет просто вакханалия

Марков и Сазонов подтверждают, что при полном согласовании антенны с нагрузкой эта часть обратного излучения равна нулю. И в этом ответ на пятый вопрос "нет" является верным, переизлучение энергии согласованной антенной отсутствует.

Как Вы любите и спешите себя по голове погладить, даже когда для этого нет или слишком мало оснований, как в данном случае. Сами назвали переизлучением то, что полностью поглощается, а потом, я ж говорил, что переизлучения нет ... это чистый мухлёж

Сильно прошу не пинать

Не, надо именно запинать, в натуре

Добавлено через 17 минут(ы):

почему при суперпозиции двух встречно направленных из общей точки сферических волн должна получиться именно плоская бегущая волна, а не какая-то иная.

Никак не получится. В малом телесном угле вектор Пойнтинга каждой их них направлен по прямой между центром и площадкой телесного угла. Результирующий П так же направлен, но никак не по направлению плоской волны

Добавлено через 6 минут(ы):

Может Марков и Сазонов пишут о другом? Рассматривают плоскую волну, как сумму трёх волн, собственно плоскую и две одинаковые, но противоположнонаправ ленные (обращение во времени) сферические с общим центром? Одну сферическую сходящуюся антенна поглотила с тем или иным результатом по направлению, вторая расходящаяся осталась без изменений и вуаля, результирующее поле есть сумма плоской волны, расходящейся из центра и остатков сходящейся. Это что-то из области функций Грина. А что в этом случае получится при направлении главного лепестка диаграммы на плоскую волну, когда сходящаяся максимально поглощена, расходящаяся максимального значения и светит на источник плоской волны? Рассеяние вперёд с максимальным уровнем? Что-то не сходится.

[UA4NE]

Слушатель эфира, я хочу разобраться в этом вопросе для себя. В первую очередь рассчитываю на ваше мнение.

Когда я складывал две встречные сферические волны, у меня сферическая же и получилась. Стоячая, правда, падлюка такая.

Вероятно, что раскладывать на две сферические нужно в ограниченной области пространства вокруг антенны. Вне его плоская как была, так и осталась, так что третья компонента всегда будет.