Maruza 12 ikkita tebratgichdan tashkil topgan nurlatuvchi tizim

MARUZA 12
IKKITA TEBRATGICHDAN TASHKIL TOPGAN NURLATUVCHI TIZIM


12.1. Ikkita bog‘langan tebratgichlardan iborat tizimning yo‘nalganlik xossalari


Bitta tebratgich yo‘naltirilmagan yoki deyarli yo‘naltirilmagan nurlanish talab qilingan xollarda qo‘llaniladi. Bitta yo‘nalishda nurlanish yoki ingichka yo‘nalganlik diagrammasi olish zarur bo‘lgan hollarda, bir-biridan uncha uzoq bo‘lmagan masofoda (to‘lqin uzunligidan kichik) joylashtirilgan ikkita yoki bir nechta tebratgichdan iborat antennalardan foydalaniladi. Bunday tebratgichlar bir-biriga ta’sir qilganligi sababli ular bog‘langan deb ataladi. Bog‘langan tebratgichlarning o‘zaro ta’siri aynan bog‘langan tebranish konturlar o‘zaro ta’siri kabidir. Bir tebratgichdagi maydon boshqasida EYUK ni yuzaga keltiradi, bu esa nurlatish qarshiligi yoki tebratgich kirish qarshiligining o‘zgarishiga olib keladi. Tebratgichlar tizimi hosil qilayotgan maydon, maydonlar fazalari, nur yurishi farqida yuzaga keluvchi hamda nurlatgichlardagi toklar fazalari farqi hisobga olingan holda, alohida tebratgichlar hosil qiladigan maydonlarni qo‘shish natijasi hisoblanadi.



12.1 - rasm. Ikkita tebratgichli tizim
(a – fazoda; b – E tekislikda ; v – H tekislikda)

Dastlab, bir biridan d = 0,25λ masofada joylashgan, toklari amplitudasi bo‘yicha teng ikki tebratgich 1 va 2 li tizimni ko‘rib chiqamiz(12.1 – rasm). Bunda 2 tebratgichdagi tok 1-sidan faza bo‘yicha 90º ga oldinda. Demak, 2-tebratgich 1-tebratgich nurlatayotgan E₁ maydondan faza bo‘yicha 90º oldinda bo‘lgan E₂ maydon xosil qiladi. E₂ maydon d = 0,25λ masofogacha tarqalishida, 2-tebratgichdan 1-sigacha faza bo‘yicha kd = 90º burchakka orqada qoladi. Bundan ko‘rinadiki, 1-tebratgich yonida E₁ va E₂ maydonlarning fazalar farqi kompensatsiyalanadi va maydonlar bir xil fazaga ega bo‘ladi. SHunday qilib, 1-tebratgich yo‘nalishida va undan so‘ng to‘lqin ikki karra oshgan maydon kuchlanganligi bilan tarqaladi. To‘lqin 2-tebratgich tomon tarqalganda 1-tebratgich E₁ maydoni 2-tebratgichgacha

d = 0,25λ yo‘l o‘tib, faza bo‘yicha kd = 90º burchakka orqada qoladi va 2-tebratgich E₂ maydoni bilan qarama-qarshi fazada bo‘lib qoladi. Maydonlar o‘zaro kompensatsiyalanib, bu yo‘nalishda nurlanish bo‘lmaydi.
Bir-biridan d masofada bo‘lgan, va toklar bilan ta’minlanuvchi o‘zaro parallel 1 va 2 tebratgichlarning (12.1 - rasm ) yo‘nalganlik xarakteristikasini hisoblash formulasini topamiz.
,
bu erda, q – tok modullari nisbati; – I₂ tokning I₁ tokka nisbatan faza farqi.


Tebratgichlarning meridional tekisligidagi maydonni ko‘rib chiqamiz. Tebratgichlar orasidagi masofa d kuzatish nuqtasigacha bo‘lgan masofalarga r₁ va r₂ nisbatan ancha kichik bo‘lganligi uchun M nuqtagacha yo‘nalishni parallel deyish mumkin. Birinchi tebratgich markazidan r₂ ga perpendikulyar tushirib, r = dcos ga teng tebratgichlardan kuzatish nuqtasigacha bo‘lgan masofalar farqini topamiz, bu erda – kuzatish nuqtasi va tebratgich o‘qiga normal orasidagi burchak. Kuzatish nuqtasida 1-tebratgich hosil qiladigan maydon kuchlanganligini E₁ orqali belgilaymiz. Kuzatish nuqtasi M da 1-maydon kuchlanganligi orqali, kuzatish nuqtasida fazasini nolga teng deb olib, 2-tebratgich maydon kuchlanganligini ifodalaymiz. Maydon kuchlanganligi tokka proporsional bo‘lganligi va tebratgichlardan kuzatish nuqtasigacha masofalar farqi maydon kuchlanganligi amplitudasiga ta’sir qilmasligini hisobga olib,
= E₁q exp(-ikdcos ) exp(i )
ni yozish mumkin.
Bu erda kdcos – nurlar yurishidagi farq hisobiga maydonlar fazalari siljishi (fazaning fazoviy siljishi).
Umumiy maydonni aniqlaymiz

bu erda,

Odatda, faza bilan emas, balki umumiy maydon kattaligi bilan qiziqiladi. SHuning uchun ifoda moduliga asosan

Formuladan ko‘rinib turibdiki, ikki bog‘langan tebratgichli tizimning amplitudaviy yo‘nalganlik xarakteristikasi ikki ko‘paytuvchiga bog‘liq. Birinchi f₁( ) ko‘paytuvchi erkin fazodagi simmetrik tebratgichning yo‘nalganlik xarakteristikasini ifodalaydi. Ikkinchi f_c( ) ko‘paytuvchi ikkinchi tebratgich borligini hisobga oladi; u tebratgichlar orasidagi masofa d ga, toklar amplitudalari nisbati q ga va toklar fazalari siljishi ga bog‘liq. Bu ko‘paytuvchi tizim ko‘paytuvchisi deyiladi. Mazkur tizimning ekvatorial tekislikda yo‘nalganlik xossalari tizim ko‘paytuvchisi bilan belgilanadi, chunki yagona simmetrik tebratgich bu tekislikda yo‘nalganlikka ega emas. Ekvatorial tekislikda (N tekislik) yo‘nalganlik xarakteristikasi

orqali aniqlanadi.
d/ , q va larga bog‘liq xolda yo‘nalganlik diagrammasi turli ko‘rinishda bo‘lishi mumkin (12.2, 12.3 - rasmlar). d/ ortgan sari
(d/ = 0,5 dan boshlab) yaproqlar soni ham ortadi.





12.2, 12.3 - rasm. Bog‘langan tebratgichlarning YDlari
Ayniqsa, bir yo‘nalishli nurlanish holati zarur. Agar tebratlardagi toklar bir xil (q = 1) bo‘lsa formula
ko‘rinish oladi.
= ±90° va d = /4 bo‘lsa, u holda f( ) = 2(1 - coskl)cos(±45° - 45°cos ). f( ) = cos(±45°- 45°cos ) ko‘paytuvchi kardioida bo‘ladi. = + 90° va = 0° da, bu ko‘paytuvchi 1ga teng; = 180° da 0ga teng. Demak, = 0° yo‘nalishda maydon kuchlanganligi ikki marta oshadi. Bir yo‘nalishda bunday ortish boshqa yo‘nalishda maydon kamayishi hisobiga yuzaga keladi. = -90° da maydon teskari yo‘nalishda ( = 180°) ikkilanadi, = 0° da u nolga teng.
Bu natijalarga izoh berib o‘tamiz. Agar 2-tebratgichdagi tok 1-tebragichdagi tokda faza bo‘yicha oshsa, u xolda = 0° yo‘nalishda yotgan kuzatish nuqtasida maydonlar faza bo‘yicha qo‘shiladi, chunki qo‘zg‘atuvchi toklar nosinfazligi sababli, fazalar siljishi ( = 90°) fazoviy faza siljishi ( _r= kd = (2 / )( /4)= 90°) orqali kompensatsiyalanadi. Bu faza siljishi minus ishorasi bilan olinadi, chunki 2-tebratgich 1-siga qaraganda kuzatish nuqtasidan uzoqroq joylashgan. Teskari yo‘nalishda ( = 180°) f( ) ko‘paytuvchi nolga teng, chunki bu yo‘nalishda maydonlar qarama-qarshi fazada qo‘shiladi va bir birini kompensatsiyalaydi, _rez= + _r = 180°. Agar 2-tebratgichdagi tok faza bo‘yicha 1-tebratgichdagi tokdan 90° ga orqada qolsa ( = -90°) aksincha bo‘ladi. Birinchi holda ( = 90°) 2-tebratgich nurlanishni 1-tebratgich tomon kuchaytiradi. Ikkinchi xolda ( = -90°) aksincha. Nurlanishni boshqa bir tebratgich tomon kuchaytiruvchi va teskari yo‘nalishda susaytiruvchi tebratgich reflektor deyiladi. Reflektorlik ta’siri to‘liq bo‘lishi uchun, ko‘rilayotgan xolatda (d = /4) toklar (q = 1) bo‘yicha har ikkala tebratgichda bir xil bo‘lishi kerak, reflektordagi tok esa faza bo‘yicha ikkinchi tebratgichdagi tokdan 90° ga ortishi kerak (12.4, a - rasm). Boshqa bir tebratgich tomon nurlanishni kamaytiruvchi va teskari yo‘nalishlarda kuchaytiruvchi tebratgich direktor deyiladi. Ideal holatda direktor:
q = l; = - /2 (d = /4 da) rejimida ishlashi kerak (12.4, b - rasm). Ikkala xolda ham, maydon kuchlanganligi faza bo‘yicha orqada qolayotgan yo‘nalishda oshadi. Bir taraflama nurlanishni tbratgichlar oradasigi masofa /4 dan farqli holda ham olish mumkin. = 180° yo‘nalishda nurlanishni bo‘lmasligining sharti + kd = 180° hisoblanadi. d < /4 da bu shart bajarilishi uchun faza siljishi 90° dan katta bo‘lishi kerak. Bu yo‘nalishda yo‘nalganlik diagrammasi bir taraflama va maksimal nurlanish = 0° da bo‘lsa ham, maydon kuchlanganligi bu yo‘nalishda ikki marta oshmaydi. Tebratgichlar bir-biriga qanchalik yaqin bo‘lsa, maksimal yo‘nalishda maydon kuchlanganligi shunchalik kichik bo‘ladi (d o‘zgarganda tok qiymati doimiy).
Bu tebratgichlarning har birini faza bo‘yicha siljigan toklar bilan qo‘zg‘atish ro‘lini bajaradigan tebratgichlar ta’minlash tizimini murakkablashtiradi. SHuning uchun ko‘p hollarda, reflektor yoki direktor ta’minot manbaiga (generatorlarga) ega bo‘lmaydi, ya’ni passiv hisoblanadi. Ular aktiv(ta’minlaydigan) tebratgich maydoni bilan qo‘zg‘atiladi. Passiv tebratgichli holda to‘liq reflektorli yoki direktorli ta’sir yuzaga kelmaydi, chunki bir vaqtda q = 1ni, ham
= 90° ni olish qiyin. SHuning uchun, asosiy yo‘nalishda maydonning to‘liq ikkilanishini va teskari yo‘nalish nol nurlanishni ta’minlash qiyin kechadi.

12.4 - rasm. Reflektorli (a) va direktorli (b) tebratgichning YD