НАПРАВЛЕННОСТЬ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ

Свойства электромагнитных волн существенно зависят от их частоты. Чем больше частота волн, или, чем короче их длина волны, тем в большей степени для них характерны лучевые свойства, рассматриваемые в геометрической оптике, а именно: направленность излучения, прямолинейность распространения в однородной среде, способность к коллимации, отражению и преломлению, возможность концентрации (фокусировки). Многие из этих свойств можно наглядно продемонстрировать с помощью радиоволн сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ волн).

Комплект для демонстрации включает СВЧ генератор, питаемый от источника постоянного тока, СВЧ приемник и регистратор (рис. 138). Генератор установлен на штативе и снабжен пирамидальной рупорной антенной. Длина волны излучаемого потока равна 3 см. Излучаемые генератором электромагнитные волны поляризованы в вертикальной плоскости (электрическая составляющая волны) и амплитудно модулированы сигналами низкой частоты 100 Гц.

Приемником радиоволн является рупорная антенна с отрезком прямоугольного волновода и установленного в волноводе детектора. Регистрация принимаемого излучения визуальная и осуществляется с помощью осциллографа. Возможен также вариант звуковой регистрации. В этом случае выход приемника соединяется с громкоговорителем через усилитель

низкой частоты. При размещении излучающей и приемной антенн напротив друг друга на расстоянии около 1,5 м амплитуда детектированных низкочастотных сигналов на выходе приемника составляет приблизительно 50 мВ.

Для проведения опыта излучающую и приемную антенны устанавливают на столе так, чтобы их раструбы были обращены друг к другу, а их продольные оси совмещены, как это показано на рисунке. При визуальном способе регистрации необходимо предварительно настроить осциллограф, подобрав усиление его входного канала и частоту развертки луча так, чтобы наблюдатели в деталях видели отображаемую осциллограмму сигналов модуляции радиоволн.

Сохраняя неизменным расстояние между излучающей и приемной антеннами, последнюю плавно уводят с оси излучающей антенны куда-нибудь в сторону, например, влево. По мере смещения приемной антенны амплитуда принимаемого ею сигнала уменьшается вплоть до полного исчезновения. При водворении антенны на прежнее место амплитуда сигнала принимает прежнее значение.

Аналогично, смещая приемную антенну вправо от оси излучаемого потока и, поднимая затем ее вверх, демонстрируют аналогичные изменения осциллограммы. Можно также показать изменения принимаемого сигнала в режиме, когда приемная антенна неподвижна, а изменяется направление излучения. Для этого нужно всего лишь плавно повращать излучающую антенну вправо-влево.

сантиметрового диапазона

Наблюдаемые изменения амплитуды сигнала свидетельствуют о том, что интенсивность потока электромагнитных волн максимальна вдоль геометрической оси излучающей антенны, заметна в направлениях близ этой оси и практически отсутствует во всех иных направлениях, что позволяет сделать вывод о степени коллимации излучаемых волн.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >