Распространение радиоволн ВЧ/Луч: различия между версиями

Материал из CAMaaS preliminary wiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
 
Строка 1: Строка 1:
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=
=Свойства луча=
# <tt>Начало()</tt>;
# <tt>Начало()</tt>;
# <tt>Направление()</tt>;
# <tt>Направление()</tt>;
# <tt>Напряженность()</tt>;
 
# <tt>Идентификатор().Источник()</tt>;
# <tt>Идентификатор().Порядок переотражения()</tt>;
# <tt>Идентификатор().Грань()</tt>;
# <tt>Идентификатор().Направление()</tt>;
# <tt>Идентификатор().Частота()</tt>;
# <tt>Среда().Погонное затухание()</tt>
# <tt>Среда().Коэффициент преломления()</tt>
# <tt>Пробег()</tt>;
=Функции=
=Функции=
==<tt>Пересечение (Плоскость)</tt>==
==<tt>Пересечение (Плоскость)</tt>==
Строка 54: Строка 35:
#<math>P \leftarrow</math> <tt>Точка</tt>
#<math>P \leftarrow</math> <tt>Точка</tt>
#<math>r \leftarrow \left | P-P_{ray} \right |</math>
#<math>r \leftarrow \left | P-P_{ray} \right |</math>
==<tt>Отразить(Грань, Точка, Пробег, Угол)</tt>==
Функция осуществляет геометрическое и физическое построение отраженного луча. Функция меняет свойства луча.
На вход функции принимаются: грань, геометрию которой задают набор точек, физические свойства - коэффициент преломления; точка - место падения луча на грань; пробег - расстояние, пройденное лучом от начала до точки падения; угол - угол падения луча на плоскость.
#<tt>Луч.Начало() <math>\leftarrow</math> Точка</tt>
#<tt>Луч.Идентификатор().Порядок переотражения() <math>\leftarrow</math> Луч.Идентификатор().Порядок переотражения() + 1</tt>
#<tt>Луч.Идентификатор().Грань() <math>\leftarrow</math> Грань</tt>
#<tt>Луч.Пробег() <math>\leftarrow</math> Луч.Пробег + Пробег</tt>
#<math>\begin{bmatrix} X_r & Y_r & Z_r \end{bmatrix} \leftarrow </math> <tt>Луч.Направление()</tt>
#<math>\begin{bmatrix} X_f & Y_f & Z_f \end{bmatrix} \leftarrow </math> <tt>Грань.Плоскость().Нормаль()</tt>
#<tt>Луч.Направление()</tt> <math> \leftarrow \begin{bmatrix} X_r & Y_r & Z_r & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & -\frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 & X_f & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ -X_f & 0 & \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 & -X_f & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ X_f & 0 & \sqrt {Y_f^2+Z_f^2} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & -\frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & \frac {Y_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & \frac {Z_f} {\sqrt {Y_f^2+Z_f^2}} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}</math>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по пробегу(Луч.Напряженность(), Луч.Среда().Погонное затухание())</tt>
#<tt>Луч.Напряженность() <math>\leftarrow</math> [[Распространение радиоволн ВЧ/Напряженность|Напряженность]].Уменьшить по отражению(Луч.Напряженность(), Луч.Среда().Коэффициент преломления(), Грань.Коэффициент преломления(Луч.Идентификатор().Частота()), Угол)</tt>
=Конструкторы=
==<tt>Создать(Источник, Направление, Частота)</tt>==
==<tt>Создать преломленный луч(Луч, Грань)</tt>==
==<tt>Создать дифрагированный луч(Луч, Грань)</tt>==

Текущая версия на 22:17, 13 марта 2017

Свойства луча

  1. Начало();
  2. Направление();

Функции

Пересечение (Плоскость)

Возвращает точку пересечения луча с плоскостью.

На вход функции принимается плоскость, задаваемая точкой Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P_{face}} и вектором нормали Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{face}} . Луч как геометрический объект определяется начальной точкой Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P_{ray}} и вектором направления Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{ray}} .

  1. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P_{face}\leftarrow} Плоскость.Точка()
  2. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{face}\leftarrow} Плоскость.Нормаль()
  3. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P_{ray} \leftarrow} Луч.Начало()
  4. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{ray} \leftarrow} Луч.Направление()
  5. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): P \leftarrow (NaN, NaN, NaN)
  6. Если Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{face} \cdot V_{ray} \ne 0}
    1. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle t \leftarrow \frac {V_{face} \cdot P_{face} - V_{face} \cdot P_{ray}} {V_{face} \cdot V_{ray}}}
    2. Если Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle t > 0}
      1. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P \leftarrow P_{ray} + t*V_{ray}}
  7. ВЫХОД
Прим. "Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): \cdot " здесь скалярное произведение, "Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle *} " произведение отдельно для каждой координаты.

Угол пересечения(Плоскость)

Возвращает угол падения луча на плоскость.

На вход функции принимается плоскость, задаваемая вектором нормали Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{face}} , луч определяется вектором направления Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{ray}} .

  1. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{face}\leftarrow} Плоскость.Нормаль()
  2. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle V_{ray} \leftarrow} Луч.Направление()
  3. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \gamma \leftarrow \arcsin V_{face} \cdot V_{ray}}

Если Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \gamma>0} , то луч падает на "внутреннюю" сторону плоскости, если Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \gamma<0} - на "внешнюю", если Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle \gamma=0} - луч параллелен плоскости.

Пробег(Точка)

Возвращает расстояние, пройденное лучом от начала до точки.

  1. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle P_{ray} \leftarrow} Луч.Начало()
  2. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): P \leftarrow Точка
  3. Невозможно разобрать выражение (MathML с запасными SVG или PNG (рекомендуется для современных браузеров и инструментов повышения доступности): Недопустимый ответ («Math extension cannot connect to Restbase.») от сервера «https://wikimedia.org/api/rest_v1/»:): {\displaystyle r \leftarrow \left | P-P_{ray} \right |}
Источник — http://51.250.0.107/w/index.php?title=Распространение_радиоволн_ВЧ/Луч&oldid=4053