6. ЯВЛЕНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ВЫНУЖДЕННЫМИ ПОВЕРХНОСТНЫМИ ВОЛНАМИ

Явления, обусловленные вынужденными поверхностными волнами, имеют место как в антенных решетках с диэлектрическими вставками, так и с диэлектрическим покрытием. Условия возникновения этих явлений в обоих случаях несколько различны, хотя причины одни и те же. Рассмотрим сначала случай антенной решетки с диэлектрическим покрытием.

Влияние обычного диэлектрика на распространение волны заключается в уменьшении ее фазовой скорости или, что эквивалентно, в уменьшении длины волны. Если в раскрыве антенной решетки имеется диэлектрическое покрытие, то следует рассматривать два значения дня электрического расстояния между элементами — одно в свободном пространстве и другое в диэлектрической среде, причем второе значение электрического расстояния всегда больше первого. Различие в электрических расстояниях между элементами для свободного пространства и для

области, заполненной диэлектриком, приводит к тому, что дифракционные лучи в этих областях появляются и исчезают при разных углах сканирования. Следовательно, если поле представлено с помощью теоремы Флоке, то оказывается, что существует интервал углов сканирования, для которого число распространяющихся типов волн внутри диэлектрического покрытия превышает число распространяющихся типов волн в свободном пространстве. [Волна считается распространяющейся, если ее постоянная распространения в направлении оси является действительным числом.] Постоянные распространения периодических пространственных гармоник при сканировании в -плоскости равны

для свободного пространства, (20)

— для области, заполненной диэлектриком.

Критические частоты пространственных гармоник в свободном пространстве и в области, заполненной диэлектриком, определяются из условий соответственно:

При условии основная гармоника является распространяющейся во всем диапазоне углов сканирования Критический режим для гармоники с индексом оказывается Остальные гармоники во внешнем пространстве являются при рассматриваемом условии затухающими. [Так-как излучающие элементы решетки являются симметричными относительно их центра, достаточно рассмотреть диапазон управляющих фаз Если элементы антенной решетки не обладают симметрией, то необходимо рассматривать полный диапазон

Величина представляет собой длину плоской волны в. среде с диэлектрической проницаемостью Соответствующие результаты для свободного пространства можно получить, полагая В общем случае при где целое число, количество распространяющихся типов волн изменится от в диапазоне до в диапазоне При число распространяющихся типов волн изменится от до при переходе от диапазона углов сканирования к диапазону Типы волн, распространяющиеся в области, заполненной диэлектриком, по затухающие в свободном пространстве,

обладают распределением поля, характерным для поверхностной волны. Они затухают по экспоненциальному закону при возрастании расстояния по оси но переносят энергию вдоль поверхности антенной решетки. Как будет видно из примеров, приведенных ниже, такие волны оказывают сильное влияние на характеристики излучения ФАР. Необходимо подчеркнуть, что с помощью одной волны типа поверхностной волны нельзя удовлетворить граничные условия. Поэтому для получения корректного решения необходимо учитывать все типы волн.