Направленности излучения

В преобразователях, основанных на свободной ядерной прецессии, поляризация осуществляется с помощью кратковременного воздействия вспомогательного поля, направленного перпендикулярно к измеряемому. При этом поляризующее поле может создаваться с помощью специальной намагничивающей катушки или магнита. Часто приемная катушка выполняет также функции поляризующей, по которой пропускают импульсы тока поляризации.

Продвижение ВБЛ вдоль ДГ осуществляется под действием импульса поля подмагничивания, направленного перпендикулярно по^ верхности. Подбирая амплитуду и длительность импульса, можно обеспечить продвижение на одну позицию, ч го соответствует сдвигу на один разряд в регистре.

поля, направленного перпендикулярно вектору ?) или определенного направления вращения (правое или левое). В большинстве случаев рассматриваются колебания только вектора Е вследствие его большей роли во многих процессах поглощения света.

В преобразователях, основанных на свободной ядерной прецессии, поляризация осуществляется с помощью кратковременного воздействия вспомогательного поля, направленного перпендикулярно к измеряемому. При этом поляризующее поле может создаваться с помощью специальной намагничивающей катушки или магнита. Часто приемная катушка выполняет также функции поляризующей, по которой пропускают импульсы тока поляризации.

Электроны, вызывающие ток /!, как известно, движутся в направлении, противоположном направлению тока (.2.12). Под влиянием магнитного поля, направленного перпендикулярно к плоскости пластинки, на дви- 2.12. К пояснению эффекта Ход- «Ушибся электроны воздейст-ла вует сила Лоренца

гальваномагнитного эффекта Холла. Датчик Холла ( 15-2) представляет собой пластинку полупроводника, имеющую толщину d, длину а, ширину b (причем я/?> !> 1). Пусть вдоль пластинки протекает ток / (управляющий ток). Если теперь поместить эту пластинку в магнитное поле, перпендикулярное направлению тока, то в третьем направлении, перпендикулярном направлению тока и магнитного поля, появится разность потенциалов, так называемое напряжение Холла UH- Физический смысл этого эффекта состоит в том, что в материалах с электронной проводимостью на движущиеся электроны (образующие ток /) воздействует сила Лоренца, возникающая под влиянием магнитного поля, направленного перпендикулярно к плоскости ab пластинки. Эта сила направлена перпендикулярно направлению движения электронов и магнитному полю и отклоняет электроны к верхнему краю пластины. Благодаря накоплению электронов на верхнем крае пластинки этот край заряжается отрицательно, а нижний край обедняется электронами и приобретает положительный заряд. Процесс электрического заряда краев пластинки продолжается до тех пор, пока сила, вызываемая электрическим полем возникающих электрических зарядов, не уравновесит силу Лоренца. Таким образом, видна прямая зависимость между напряжением Холла UH с одной стороны и значением управляющего тока / и индукцией магнитного поля В с другой стороны. Эта зависимость может быть записана следующим образом:

3. Движение частиц вдоль силовой линии (а = 0) неустойчиво. После любого малого возмущения, направленного перпендикулярно магнитному полю, частица будет двигаться по винтовой траектории вокруг силовой линии.

3. Движение частиц вдоль силовой линии (а = 0) неустойчиво. После любого малого возмущения, направленного перпендикулярно магнитному полю, частица будет двигаться по винтовой траектории вокруг силовой линии.

Движение дуги в электромагнитном выключателе и ее удлинение происходят под действием магнитного поля, направленного перпендикулярно направлению тока. Это явление принято объяснять упрощенно, рассматривая дуговой столб как металлический проводник с током. Направление электродинамической силы определяют, руководствуясь правилом левой руки. Однако дуга не является металлическим проводником, а представляет собой плазму, т. е. раскаленный, ионизованный газ, и для объяснения движения дугового столба в магнитном поле необходимо более детально рассмотреть физику процесса.

Под действием магнитного поля, направленного перпендикулярно электрическому полю ( 12.27, б), электроны и ионы несколько отклоняются от своего основного направления в зависимости .от магнитной индукции и длины свободного пробега заряженных частиц. В слабом магнитном поле угол отклонения невелик. Все же ионы и электроны, движущиеся в направлении электрического поля, получают составляющую скорости в направлении, перпендикулярном В и Ё, и при столкновении передают это движение нейтральным молекулам газа. Под действием этой объемной силы газ движется в направлении, перпендикулярном дуге. Газ с высокой температурой выбрасывается из дугового столба вперед по движению, а холодный газ подсасывается в дуговой столб с противоположной стороны. Ионизация происходит легче с фронта, так как температура здесь выше.

При наблюдении внутреннего фотоэффекта в магнитном поле обнаруживается фотомагнитоэлектрический эффект (эффект Кикоина — Носкова). Он заключается в возникновении электрического поля, направленного перпендикулярно световому потоку и вектору напряженности магнитного поля в полупроводнике. Это электрическое поле образуется в результате отклонения магнитным полем диффузионного тока фотоэлектронов и фотодырок, образующихся вблизи освещенной поверхности. Поэтому фотомагнитный эффект можно рассматривать .как эффект Холла на фотодиффузионном токе. Прямая пропорциональность фотоЭДС освещенности и магнитной индукции (при небольших освещенностях и напряженностях магнитного поля) дает возможность создать на основе фотомагнитного эффекта приемники инфракрасного излучения и магнитометры.

Если в сверхпроводящее кольцо включены два джозефсонов-ских контакта, как показано на 12.2, а, то ток как функция ^магнитного потока, направленного перпендикулярно плоскости

Для повышения точности используют наземные антенны с большой площадью раскрыва, имеющие весьма узкую диаграмму направленности излучения и приема. Прецизионные поворотные устройства таких антенн имеют автоматизированный привод программного наведения и слежения. Данные радиолокационных наблюдений (дальность, углы прихода ответного сигнала, их производные, если необходимо) передают по линиям связи в Центр управления полетом. Там они подвергаются обработке совместно с данными других измерений, анализу и сопоставлению с расчетными. В результате вырабатываются радиокоманды на коррекцию траектории движения.

В последние годы стали находить широкое применение антенны с дискретным формированием поля типа фазированных антенных решеток. Их развитие вылилось в очень перспективное научное и инженерное направление. Здесь открываются огромные возможности управления диаграммой направленности излучения (приема) антенны, т. е. формирования направлений главного излучения, уменьшения излучения (приема) в нежелательных направлениях, осуществления автоматического, практически безынерционного обзора пространства методом электронного сканирования, а также адаптации системы к конкретным условиям работы. Антенные решетки пока сравнительно дороги. Однако усилиями ученых и инженеров их конструкции непрерывно совершенствуются.

Излучающие диоды ИК-диапазона, изготовляемые на основе арсенида и форфида галлия, характеризуются полной мощностью излучения (от единиц до сотен милливатт) и постоянным прямым напряжением (1,2—3 В) при заданном прямом токе (десятки и сотни миллиампер); типичным значением длины волны в максимуме спектральной характеристики излучения (0,9—1,2 мкм); шириной спектральной характеристики на уровне 0,5 (десятки нанометров), временами нарастания и спада импульса излучения (от десятков до сотен наносекунд) , а также диаграммой направленности излучения ( 67).

67. Диаграмма направленности излучения арсенид-галлиевого излучающего диода АЛ115А инфракрасного диапазона

a — конструкция; б — спектральная характеристика; s —диаграмма направленности излучения

Диаграмма направленности излучения лазера характеризует пространственное распределение интенсивности

д) характеристика направленности излучения шума (если показатель направленности превышает 6 дБ по шкале А).

Одна из возможных конструкций светодиода показана на 14-23, а. Линза, в основании которой размещен монокристалл полупроводника . с р-п переходом, обеспечивает формирование диаграммы направленности излучения с шириной ±20°.

Степень взаимной когерентности при времени запаздывания, равном нулю, называется степенью пространственной когерентности \\ъ(0). Следствием высокой степени пространственной когерентности является возможность получения высокой направленности излучения. Некогерентное излучение имеет низкую направленность,

нов увеличивается с ростом прямого напряжения и соответственно плотности тока через р-п переход. Когда / достигает некоторой пороговой плотности тока /nopt выполняется условие инверсии населенностей. В результате количественные изменения процесса — роста вынужденного излучения — переходят в новое качество — режим генерации излучения. При этом происходит резкое сужение спектральной характеристики излучения ( 5.31) и улучшается диаграмма направленности излучения ( 5.32). Излучение становится когерентным. В инжекционных лазерах /ПОР = 103-М04 А/см2 (при 7=300 К).

Усиление слабых сигналов в приемнике. Антенна приемника улавливает ничтожную долю энергии, излучаемой антенной передатчика. В зависимости от расстояния между передающей и приемной станциями, от степени направленности излучения антенн и условий распространения радиоволн мощность на входе приемника измеряется величинами порядка 10-'°—К)-14 em. На выходе же приемника для надежной регистрации сигнала требуется мощность порядка единиц Ватт и более. Отсюда видно, что усиление в приемнике должно достигать 1010 —10м по мощности или 105—10' по напряжению.