т.4 No 1

33

Исследование динамического скалярного потенциала

Проведенное исследование отчётливо показывает, насколько сильно влияние методики проведения исследований на результаты измерений. При неправильно выбранной методике изменяются положения экстремумов, направления максимумов распространения, в области исследования могут появиться инверсии напряжённости поля. В свою очередь, эти инверсии могут создать (и создают) иллюзию стоячих волн, в то время как в действительности данные процессы в поле динамического диполя отсутствуют.

Выявленные особенности особенно отчётливо проявляются при построении диаграмм направленности излучения диполя.

Как известно, согласно существующей теории, "поле излучения электрического полуволнового вибратора длиной l = /2  определяется выражением (в дальней зоне - авт.)

[14, с.109]. Вид данной диаграммы приведен на рис. 19.

Рис. 19. Стандартная диаграмма направленности полуволнового диполя в дальней зоне

Мы со своей стороны тоже можем построить диаграммы направленности полуволнового диполя, используя расчётные данные, полученные нами при построении ранее представленных векторной и амплитудной диаграмм. И даже увеличить информативность диаграмм, сделав их динамическими и дополнив их диаграммами ближней зоны излучения диполя.

На рис. 20 приведены указанные диаграммы для нескольких расстояний от полуволнового диполя, которые охватывают ближнюю и дальнюю зоны излучения.

Рис. 20. Диаграммы направленности полуволнового диполя для ближней и дальней зоны излучения

На диаграмме видно, что в непосредственной близости к диполю ( R = /4 ) особую роль в излучении играют боковые лепестки диаграммы, которые существенно расширяют главный лепесток излучения и создают фазовые искажения. Сразу хотелось бы отметить, что появление данных боковых лепестков полностью обусловлено экспериментальной методикой и имеет ту же природу, что и описанные выше инверсии напряжённости поля на периферии области излучения. В действительной картине физического процесса эти боковые лепестки отсутствуют.

С увеличением расстояния от диполя боковые лепестки уменьшаются, как и их влияние на фазу колебания главного лепестка. При R = 2   основной и боковые лепестки объединяются в общий лепесток уже в самом начале периода нарастания основного лепестка, а при R = 10  боковые лепестки уже полностью отсутствуют и диаграмма направленности приобретает вид, аналогичный приведенному на рис. 19.

Единственное отличие диаграмм на рис. 19 и рис. 20 заключается в том, что степень направленности на рис. 20 значительно выше и ограничена углом 90^о, в то время как на рис. 19 угол направленности порядка 150^о. Причин этого расхождения диаграмм несколько. Во-первых, как показано нами в [15], при выводе основных выражений, описывающих ЭМ поле элемента тока, допускается существенная неточность, которая искажает конечный результат. Во-вторых, в существующих математических расчётах поля диполя не учитывались особенности измерительной схемы. Как правило, все эти расчёты были нацелены на определение напряжённости электрического поля в исследуемой точке. В действительности же нужно учитывать, что разность потенциалов определяется между концами измерительного диполя, а это существенно изменяет наблюдаемую картину процессов.

Тем не менее, несмотря на вполне закономерные расхождения в некоторых частных результатах, общая картина процесса, визуализованного методом трансформирующейся сетки, совпадает с экспериментальными результатами, если учесть особенности измерительных методик. Важно отметить, что при учёте конечности размеров измерительного диполя все диаграммы принципиально изменились, но при этом сам процесс излучения диполя не стал иным. Изменились только условия измерения тех параметров поля, которые были исследованы нами в предыдущем пункте работы. Тем самым показана степень влияния методики измерения на получаемые результаты. Однако нельзя сказать, что ситуация с методикой обстоит столь драматично. Даже на существующих экспериментальных результатах можно построить реальную картину поля, если учитывать факторы, проанализированные нами в данной работе. При этом понимание реальных процессов в ЭМ поле принципиально изменится и будет значительно более точно отражать те особенности, которые влияют на получаемые нами результаты.