Псевдогиперболоид 2-го порядка – универсальная платформа управления волнами. Владимир Игоревич Хаустов

первого отражения – он может быть направлен в сторону второго фокуса и с каждым проходом концентрироваться также всё ближе к диаметральной оси фокусов. Часть боковых лучей может после нескольких касаний стенок отразиться за пределы псевдогиперболоида.

      Рис. № 6. Распространение лучей, направленных с небольшим отклонением в фокус

      б) Спиралевидное/гелиоидное сближение с осевой областью

      Вне граничных лучей, попадающие на стенки под углом, в большинстве случаев будут многократно отражаться, “обтекая” ось резонатора спиралью. Это распространено во многих волноводных или резонаторных системах. Отражения постепенно приближают траекторию луча к центральной оси, из-за формы вогнутых стенок.

      Таким образом получается, что даже если начально луч не направлен прямо на фокус, многократные отражения будут стремиться «втянуть» его в центральную продольно-пропускающую зону. При определённых условиях (параметры усечения, длина волны, угол входа) сосредоточиваются в цилиндрической оси фокусов.

      Поскольку форма псевдогиперболоида действует как своеобразная "геометрическая линза", лучи, входящие под различными углами, в большинстве случаев перераспределяются внутрь вдоль оси фокусов. За счёт оболочечной формы и отрицательной кривизны, траектории этих лучей не расходятся наружу, как, например, в плоских или выпуклых отражателях, а направляются внутрь, где могут войти в зону устойчивой продольной передачи.

      Механизм можно сравнить с оптической воронкой – структура, втягивающая световые лучи к своей оси. Только в данном случае фокус существует не как точка, а как цилиндрическая область, к которой стремятся лучи.

      На длинах волн, сопоставимых с размерами полости, появляется интерференционная картина с устойчивыми модами (стоячими волнами) вдоль оси. Даже внефокусные фронты, входящие на стенку, будут участвовать в формировании мод, которые сконцентрированы вдоль фокусной оси.

      Основные свойства псевдогиперболоида

      1. Новая геометрическая поверхность второго порядка, разомкнутая, с переменной отрицательной кривизной.

      2. Внутренние стенки создают фокусирующий эффект вдоль цилиндрической фокальной оси.

      Возможные направления применения:

      Антенны и излучатели нового типа.

      Детекторы и приёмники нового типа.

      Вывод

      Псевдогиперболоид обладает уникальным свойством фокусирующей и направляющей ловушки: он не «выбрасывает» энергию в разные стороны, как это происходит в обычных формах, а наоборот – стремится собрать любое излучение, попавшее внутрь, в узкий цилиндрический пучок фокусов.

      3. Псевдогиперболоидный источник эм излучения с сверхмалой угловой расходимостью в диапазоне частот до видимого включительно

      Особая геометрия и распространение лучей внутри псевдогиперболоида может быть использована в качестве нового резонатора/формирователя мощного ЭМ излучения с сверхмалой угловой расходимостью в диапазоне часто от СВЧ до видимого

      Рассмотрим