Зоны Френеля
Зоны Френеля — физическая абстракция, применяемая для решения задач распространения радиоволн; имеет вид условных поверхностей, которые разделяют расходящийся фронт оптического или электромагнитного излучения на синфазные элементы, аксиально расположенные вокруг линии прямой видимости между положением приёмника и положением передатчика.
Краткая информация
Зоны Френеля были введены в волновую теорию света в работах французского физика Огюстена Френеля. Решая задачу о прямолинейном распространении света в соответствии с волновым постулатом Гюйгенса, Френель разбил фронт расходящейся сферической волны на отдельные элементы, расположенные вокруг линии прямой видимости. Таким образом, нулевой элемент представлял собой круг на двумерной поверхности этого фронта, а все последующие — соосные с ним кольца, расположенные вокруг круга. Если определять размеры этих колец таким образом, что фазовый набег от каждой из них в точке приёма отличается на половину длины волны, то интерференция суммарного поля приведёт к тому, что вклады двух соседних колец будет подавлять друг друга, а вклады колец, расположенных через одно — наоборот, взаимно усиливаться. В случае сферической волны площади этих зон равны, однако амлитуда соответствующих им волн зависит от угла между направлением на наблюдателя и нормалью к точке волнового фронта, где расположена данная конкретная зона[1].
Теперь же, если в трёхмерном пространстве перпендикулярно всем точкам линии прямой видимости отложить размеры любой из зон Френеля — то их огибающая образует эллипсоид вращения, фокальные точки которого расположены в пунктах приёма и передачи. Эллипсоид, соответствующий наименьшей из зон Френеля (нулевой) охватывает собой тот участок пространства, который играет наиболее существенную роль в распространении радиоволн из точки передачи в точку приёма[2].
Визуализацией зон Френеля является зонная пластинка Френеля.
Примечания
- ↑ Гороховатский, Худякова, 2019, Метод зон Френеля, с. 94.
- ↑ Виноградова, Руденко, Сухоруков, 1990, Приближенные методы расчета дифрагированного поля с помощью интеграла Кирхгофа, с. 251.
Источники
- Виноградова, Марианна Брониславовна. Теория волн / Марианна Брониславовна Виноградова, Олег Владимирович Руденко, Анатолий Петрович Сухоруков. — 2-е. — М. : Наука, 1990. — ББК 537.86(075.8). — УДК 22.33 В49(G). — ISBN 5-02-014050-3.
- Гороховатский, Юрий Андреевич. Оптика : учебник и практикум для академического бакалавриата / Юрий Андреевич Гороховатский, Инна Ивановна Худякова. — 2-е. — М. : Юрайт, 2019. — 220 с. — ББК 22.34я73. — УДК 535(075.8)(G). — ISBN 978-5-53410804-0.