Докторам наук, а также «доцентам с кандидатами» читать ЗАПРЕЩЕНО!
Рассказываю исключительно для тех, кто сознательно стёр у себя в голове школьный курс физики.
Для того, чтобы понять, что собой представляет и как работает фазированная антенная решетка, нужно вспомнить, что такое фаза. А для этого вспомнить, что такое синусоида.
Проделаем небольшой мысленный эксперимент. Нарисуем на куске зелёного картона круг и разметим его как на рисунке 1. Обратите внимание круг повёрнут вправо на 90гр, поэтому «0гр» не на севере, а +1 внизу. Иначе у нас получится косинусоида.
Вырежем из красного картона стрелку и наколем её на булавку в центре. Равномерно вращаем стрелку вправо и наблюдаем за перемещением по оси 270-90 проекции на неё острия стрелки. Назовём эту точку А.
Это будет выглядеть вот так.
Теперь возьмём полосу бумаги. Заранее прочертим посередине полосы осевую линию. Это будет ось времени. Равномерно протягиваем полосу под диском, причём справа налево, чтобы более раннее событие сдвигалось влево, и сбрасываем на неё положения точки А через каждые 10 градусов, пройденных стрелкой.
Мы получим график синусоиды. Не забываем, что внизу диска у нас положительные значения амплитуды. В статике синусоиду перерисуем зеркально.
Не правда-ли, очень похоже на волну?
Прохождению стрелкой одного круга, соответствует один цикл синусоиды. Каждый новый оборот начинается с нуля градусов.
Величину отклонения точки А от «0» по вертикальной оси круга назовём амплитудой и обозначим соответствующую ось «А». Горизонтальная ось является осью времени, но мы можем разметить её и в градусах угла поворота стрелки. Угол поворота стрелки в конкретный момент и назовём фазой, и теперь любую точку на синусоиде можем сопоставить положению стрелки и сказать, например: эта точка соответствует фазе 120гр, а эта 210. Или проще - «фаза 120», «фаза 210».
Чуть забегая вперёд. Длиной волны называется кратчайшее расстояние между двумя точками в пространстве, где данная волна имеет одинаковую фазу.
Повторим эксперимент, но добавим синюю стрелку. Угол между стрелками сделаем 60 градусов. Вращаем стрелки и регистрируем положения точек проекции острия каждой на вертикальную ось на бумажной полосе.
Получаем две синусоиды, но синяя стрелка позже красной попадала в одинаковые с ней положения, и синяя синусоида на рисунке поэтому задерживается. На сколько? А на те же 60 градусов.
Можем сказать, что синяя синусоида имеет задержку по фазе 60 градусов относительно красной. А поскольку синусоиды получены при вращении стрелок, можно сказать и "Фаза синей повёрнута на -60 градусов".
Надеюсь, что такое фаза и задержка по фазе, всё теперь понятно.
Синусоида очень хорошо описывает колебательные процессы. Любые – колебания маятника, колебания камертона, тока в колебательном контуре в радиотехнике, электромагнитные колебания в пространстве, называемые также электромагнитными волнами.
Для электромагнитных волн существуют тысячи определений. Самое простое, которое я знаю: ЭМ волны - это потоки ЭМ энергии, распространяющиеся волновым способом.
Что такое волновой способ: про звуковые волны понятно – колебание молекул воздуха, про морские волны понятно – колебания молекул воды, а электромагнитные волны что колеблют? Они «колеблют» напряженность электрического и индукцию магнитного (а вместе электромагнитного) полей в пространстве. То есть нет перемещения или колебания молекул, электронов или чего-то ещё, есть просто изменение поля. В любой конкретной точке пространства. И эти колебания в идеальном случае происходят по синусоидальному закону.
Радиоволны только частный случай ЭМ колебаний, к ним также относятся инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, гамма-лучи.
Самое наглядное понимание понятия «волна» даёт наблюдение за морскими волнами. Они, конечно, не синусоидальные, но имеют такие характеристики как длина волны, амплитуда, даже фаза.
И они, так же, как и радиоволны могут интерферировать. Что такое интерференция?