6.1. Антенная решетка с диэлектрическим покрытием, сканирующая в Н-плоскости
На рис. 6.12 и рис. 6.13 приведены зависимости коэффициента отражения от угла сканирования в
-нлоскости для антенной решетки из параллельных пластин с однослойным диэлектрическим покрытием. Заметим, что расстояние между элементами здесь
Рис. 6.12. Зависимость коэффициента отражения от угла сканирования для решетки из параллельных пластин с однослойным диэлектрическим покрытием
выражено в единицах длины волны
так как величина
определяет число лучей при данном угле сканирования. Расстояние между элементами выбрано так, что в интервале
существует только один луч, а в интервале
существует два луча. Электрическое расстояние между элементами в диэлектрической среде равно
Поэтому при всех углах сканирования внутри диэлектрического слоя существует два луча. Таким образом, в интервале
в рассматриваемой антенной решетке существует тип волны, подобный поверхностной волне, распространяющийся внутри диэлектрика, но затухающий в свободном пространстве. Как видно из приведенных графиков, влияние этого типа волны проявляется в резонансных пиках на кривой модуля коэффициента отражения при некоторых углах сканирования.
На основе этих результатов и других расчетных данных, полученных для различных длин волны, можно сделать следующие выводы:
1. Если толщина диэлектрического покрытия мала, резонансные пики на кривой коэффициента отражения отсутствуют.
Рис. 6.13. Зависимость коэффициента отражения от угла сканирования в
-плоскости для решетки из параллельных пластин с однослойным диэлектрическим покрытием
2. Если толщина диэлектрического покрытия превышает некоторое критическое значение, обычно близкое к
то вблизи значения управляющей фазы
появляется разонансный пик, которому обычно предшествует провал.
3. При увеличении толщины диэлектрического покрытия резонансный пик становится более острым и смещается в направлении нормали решетки.
4. Дальнейшее увеличение толщины покрытия приводит к появлению двух и более пиков на кривой коэффициента отражения.
5. Все пики практически имеют максимальное значение, равное 1.
Величина диэлектрической постоянной при получении результатов, приведенных на рис. 6.12 и 6.13, выбиралась из условия
что обеспечивает существование одной пространственной гармоники типа поверхностной волны в диапазоне
При этом пик на кривой коэффициента отражения может появиться при любом угле сканирования в пределах указанного диапазона. Если использовать диэлектрик с меньшим значением диэлектрической постоянной, то происходит значительное уменьшение интервала, в пределах которого может появиться резонансный пик на кривой коэффициента отражения. Однако большее значение диэлектрической постоянной приводит к появлению нескольких пространственных гармоник типа поверхностной волны и к возникновению резонансов поверхностной волны при толщине диэлектрического покрытия, даже меньшей чем
Модуль коэффициента отражения в момент резонанса действительно принимает значение, равное 1. Из результатов численного решения видно, что отличие модуля коэффициента отражения при резонансе от 1 имеет порядок
Эти данные подтверждаются поведением коэффициента передачи (рис. 6.14). Плоскостью отсчета для коэффициентов передачи служила поверхность раздела воздух — диэлектрик при
Напомним, что величина имеет смысл коэффициента передачи только в диапазоне
Кривая модуля коэффициента передачи имеет узкий провал при
которому соответствует резонансное значение коэффициента отражения, равное 1. Отметим, что фаза коэффициента передачи при этом угле сканирования претерпевает скачок на 180°, так как действительная и мнимая части коэффициента передачи, проходя при резонансе через нуль, изменяют знаки на противоположные. Это указывает на то, что модуль коэффициента передачи проходит через нуль, а не приближается к нулю, откуда следует, что модуль коэффициента отражения при резонансе
принимает значение, равное 1. Этот факт играет большую роль при улучшении согласования алтейной решетки.
Кроме того, как установлено в гл. 5, возможность существования поверхностной волны в эквивалентной ребристой структуре тесно связана с выполнением условия
Рис. 6.14. (см. скан) Зависимость коэффициента передачи
от угла сканирования в
-плоскостн
Поскольку решение задачи об антенной решетке, находящейся в режиме резонанса, можно преобразовать в решение о распространении поверхностной волны в эквивалентной ребристой структуре, этот резонансный режим иногда называют вынужденным резонансом поверхностной волны. Так как этот режим связан с апертурой антенной решетки, он также называется вынужденным апертурным резонансом.

(кликните для просмотра скана)

(кликните для просмотра скана)