98
ш
Огибающая
новый волновой
фронт Э
отправлять падающий луч строго в том направлении, отку-
да этот луч пришел. Строго говоря, для двухплоскостного
отражателя так будет в том случае, если ось луча перпен-
дикулярна линии стыка плоскостей; если луч падает под
углом, отличным от прямого, то он, как положено, отразит-
ся под таким же углом. Но это все равно большая неприят-
ность, так как реальный сигнал радиолокатора — не гео-
метрическая линия, а лепесток диаграммы направленности,
имеющий определенную ширину, поэтому всегда сущес-
твует некоторый диапазон углов, внутри которого интен-
сивность сигнала в отраженном лепестке будет достаточно
большой, чтобы приемник локатора его «почувствовал».
Повторимся: эти соображения в чистом виде применимы
только к идеальным поверхностям — гладким, проводящим
и к тому же.
.. бесконечным.
А если поверхность не гладкая? Тогда мы имеем диф-
фузное отражение: вследствие различной ориентации
элементов поверхности электромагнитные волны рассеи-
ваются в различных направлениях, в том числе и в направ-
лении на РЛС.
Но шероховатость — маленькая проблема по сравнению
с небесконечностью. Реальный самолет состоит из элемен-
тов вполне конечных размеров, каким-то образом располо-
женных друг относительно друга. И тут в картине рассеяния
падающей энергии уже нельзя обойтись понятийным аппа-
ратом отражения, на первые роли выходят процессы физи-
ческой оптики, и прежде всего дифракция.
КРАЕУГОЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА «СТЕЛС» — КРАЯ И УГЛЫ
На существование дифракционных явлений еще в середине
XVII века обратил внимание итальянский физик и астроном
Франческо Гримальди. Пропуская тонкий солнечный луч
через маленькое отверстие и ставя на его пути предмет,
он убедился: свет отклоняется от прямолинейного распро-
странения. Это явление исследовал и Ньютон, он дал ему
объяснение в рамках своего понимания природы света,
которую, как известно, он считал корпускулярной. Однако
удовлетворительное объяснение дифракция получила
только в рамках волновой теории, первый шаг в создании
которой был сделан Христианом Гюйгенсом. (Естественно,
выводы Гюйгенса и все дальнейшие построения волновой
теории применимы не только к свету, но и к любым волнам,
как электромагнитной природы, так и всякой другой.)
Гюйгенс предположил, что каждый элемент Б! поверх-
ности Б, которой волна достигла в данный момент времени
г (то есть каждая точка волнового фронта), является цент-
ром вторичных волн, огибающая которых Б' в направлении
движения волны становится волновым фронтом в более
поздний момент времени г' = г + Дц
Теперь легко понять, как происходит огибание элект-
ромагнитной волной кромки препятствия. Надо только
учесть, что в этом случае источником вторичных волн
будет открытая часть волнового фронта, поскольку
через непрозрачную часть препятствия излучение не
проходит.
Вот падающий фронт Б достиг кромки. Каждая точка
его открытого участка является источником вторичных
волн. Из каждого такого источника испускается сфери-
ческая волна. Строя поверхность, касательную ко всем
вторичным волнам (огибающую) вперед по движению,
мы находим новый волновой фронт. Каждая точка этого
волнового фронта также является источником вторич-
ных волн, и мы вновь строим огибающую, находя таким
образом положение нового волнового фронта. Как легко
видеть, это механизм приводит к тому, что колебания
заходят в область, которая по законам геометрической
оптики является теневой.
предыдущая страница 91 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн следующая страница 93 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн Домой Выключить/включить текст