Распространение радиоволн ВЧ/Луч

Концепция луча является основой геометрической модели распространения света. Она включает в себя следующие моменты:

• Луч света распространяется по прямой линии в гомогенной среде.
• Луч подчиняется законам отражения и преломления, а также законам дифракции.
• Луч несет энергию. Энергия содержится в пространстве вокруг луча в виде конуса или пирамиды и распространяется вместе с ним. В процессе распространения поперечное сечение конуса (пирамиды) увеличивается, а плотность энергии уменьшается таким образом, чтобы полная энергия оставалась неизменной.

Луч создается первичным источником и передается на вход функции трассировки. При прохождении луча в окрестности контрольной точки, последняя передает характеристики луча области памяти, ассоциированной с данной контрольной точкой.

Луч несет информацию о поле, а также служебную информацию, необходимую для работы модели: {Начало, Направление, Напряженность, Идентификатор, Пробег}

Свойства луча

1. Начало();
2. Направление();
3. Напряженность();
4. Идентификатор().Источник();
5. Идентификатор().Порядок переотражения();
6. Идентификатор().Грань();
7. Идентификатор().Направление();
8. Идентификатор().Частота();
9. Пробег();

Функции

Пересечение (Плоскость)

Возвращает точку пересечения луча с плоскостью.

На вход функции принимается плоскость, задаваемая точкой $P_{face}$ и вектором нормали $V_{face}$. Луч как геометрический объект определяется начальной точкой $P_{ray}$ и вектором направления $V_{ray}$.

1. $P_{face},V_{face}\leftarrow$ Плоскость
2. $P_{ray}\leftarrow$ Начало()
3. $V_{ray}\leftarrow$ Направление()
4. $P \leftarrow$ (NaN, NaN, NaN)
5. Если $V_{face}\cdot V_{ray}\neq 0$
   1. $t\leftarrow {\frac {V_{face}\cdot P_{face}-V_{face}\cdot P_{ray}}{V_{face}\cdot V_{ray}}}$
   2. Если $t\geq 0$
      1. $P\leftarrow P_{ray}+t*V_{ray}$
6. ВЫХОД

Прим. "$\cdot$" здесь скалярное произведение, "$*$" произведение отдельно для каждой координаты

Угол пересечения(Плоскость)

Возвращает угол падения луча на плоскость.

Отразить(Плоскость, Точка, Расстояние, Угол, Среда распространения)

Функция осуществляет геометрическое и физическое построение отраженного луча. Функция меняет свойства луча.