Диаграмма направленности. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Диаграмма направленности (от греч. diagramma - изображение, рисунок) - угловое распределение поля излучения (Д. н. по полю) или излучаемой мощности (Д. н. по мощности) антенны или эквивалентного ей устройства. Для приёмных антенн Д. н. определяют как зависимость величины принимаемого сигнала от направления прихода плоской волны; при этом учитывают также и др. характеристики плоской волны (напр., поляризацию в случае эл--магн. волн). Для систем, не содержащих нелинейных и (или) невзаимных элементов (включая свойства окружающей среды), Д. н. в приёмном и передающем режимах работы антенны совпадают в силу взаимности принципа.

В однородных средах на больших расстояниях r от антенны, в т. н. дальней (фраунгоферовой) зоне (

, где D - размер антенны,

- длина волны), поле излучения антенны фактически полностью определяется её Д. н. Далее все пояснения будут относиться к излучателям эл--магн. волн, хотя понятие Д. н. широко используют также в акустике, в гидро- и геофизике, т. е. всюду, где приходится иметь дело с направленным излучением.

Эл--магн. поле, излучаемое антенной на фиксиров. частоте

в однородной изотропной среде, представляет собой при больших удалениях от антенны неоднородную расходящуюся сферич. волну:

Здесь

- сферич. координаты с началом отсчёта в месте расположения антенны,

- единичный вектор вдоль

- характеристический импеданс среды. функция

является векторной Д. н. по полю (иногда из соображений размерности её называют Д. н. по напряжению). Соответственно Д. н. по мощности равна

, где пост. множитель находят из условия нормировки. Рассматривают также фазовые Д. н. (угловое распределение фазы составляющих

) и поляризационные Д. н. (обычно угловое распределение двух Стокса параметров).

По виду Д. н. антенны разделяют на слабонаправленные, у к-рых излучаемая мощность распределена в большом телесном угле, и остронаправленные, у к-рых осн. доля излучаемой мощности сконцентрирована в узком телесном угле, т. н. гл. лепестке Д. н. (с раствором от неск. десятков градусов до единиц угл. минут и менее).

Существует ряд физ. ограничений на реализуемость нек-рых видов Д. н. Так, в случае эл--магн. волн не может быть реализована строго изотропная Д. н., что обусловлено векторным характером эл--магн. поля. Практически не может быть реализована "сверхнаправленная" Д. в. с угловой шириной гл. лепестка меньше

радиан (критерий разрешения Рэлея), что связано с волновой природой поля излучения. Т.о., в случае эл--магн. поля оказываются неосуществимыми оба крайних случая, хотя формально в заданном объёме может быть построено распределение сторонних источников, Д. н. к-рых аппроксимирует с наперёд заданной точностью любую ограниченную функцию; это распределение, однако, становится неустойчивым по отношению к любым малым отклонениям от значений параметров, обеспечивающих "сверхнаправленность".

Реализуемые на практике Д. н. отличаются большим разнообразием; в частности, Д. н. остронаправленных антенн различаются по форме гл. лепестка, по числу гл. лепестков, по уровню мощности, излучаемой вне гл. лепестка, и т. п.

Для излучающих антенн с временной модуляцией параметров и (или) для антенн, перемещающихся в пространстве, а также для приёмных антенн с обработкой сигналов понятие Д. н. становится несколько условным.

Литература по диаграммам направленности

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.