Коэффициенты отражения и преломления (коэффициенты Френеля)

Коэффициенты Френеля позволяют выразить амплитуды и начальные фазы отраженной и преломленной волн через параметры падающей волны и параметры сред.

Коэффициентом отражения по напряженности электрического поля называется отношение комплексных амплитуд электрического поля отраженной и падающей волн

= (3.20)

Коэффициентом преломления по напряженности электрического поля называется отношение комплексных амплитуд электрического поля преломленной и падающей волн

= (3.21)

При нахождении коэффициентов Френеля учитывают поляризацию волны (вертикальную или горизонтальную).

Если вектор лежит в плоскости падения ЭМВ, то волну называют вертикально поляризованной.Если вектор перпендикулярен плоскости падения, т.е. параллелен границе раздела, то волну называют горизонтально поляризованной.

Для большинства практических случаев, связанных, например, с радиолокационным наблюдением за надводными и низколетящими целями, организацией радиосвязи, наибольший практический интерес представляет знание коэффициентов отражения радиоволн от подстилающей поверхности. Графики этих коэффициентов в зависимости от угла падения ЭМВ на поверхность раздела сред для случая идеальных диэлектриков(ε2>ԑ1)приведены на рисунке3.13.

Рисунок 3.13 – Графики комплексных коэффициентов отражения

и их модулей

Из графиков можно сделать следующие выводы:

1. При всех углах падения, кроме 0 и 90º, коэффициент отражения у вертикально поляризованной волны меньше, чем у горизонтально поляризованной. Это означает, что при прочих равных условиях амплитуда отраженной горизонтально поляризованной волны превосходитамплитуду отраженной вертикально поляризованной волны. Этот факт указывает на целесообразность выбора горизонтальной поляризации сигнала для РЛС, работающей по надводным кораблям и низколетящим целям, таким, как противокорабельные ракеты, низколетящие самолеты и т.п.

2. Вертикально поляризованная волна при φ=φ_б от границы раздела сред не отражается. Этот угол называют углом Брюстера или углом полного преломления. При 90º>φ>φ_б отраженная и падающая волны синфазны, при 0º<φ<φ_б – противофазны. В тоже время при горизонтальной поляризации фаза волны при отражении меняется на π. При нормальном падении φ=0 поляризационные свойства падающих волн по модулю одинаковы.