7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВЫНУЖДЕННОГО РЕЗОНАНСА ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ

7.1. Антенный элемент с малым раскрывом

Углы сканирования, при которых возникают резонансные пики, можно определить с достаточной точностью методом поперечного резонанса только в том случае, если излучающий раскрыв элемента имеет малые размеры. Этот метод применим при сканировании в -плоскости. Для определения условий возникновения апертурного резонанса по данному методу необходимо, чтобы сумма эквивалентных сопротивлений, определенных для положительного и отрицательного направлений оси равнялась нулю в некоторой плоскости отсчета. Из этого условия получается характеристическое уравпепие для определения положений резонансных пиков [2, 13]. В качестве плоскости отсчета удобно принимать плоскость раскрыва антенной решетки. Если излучающий раскрыв мал по сравнению с размерами периодической ячейки, то усредненное сопротивление раскрыва со стороны антенной

Рис. 6.21. (см. скан) Зависимость коэффициента отражения от угла сканирования в -плоскости для решвтки с параметрами

решетки близко к нулю. Эквивалентное сопротивление в направлении от раскрыва к свободному пространству можно приближенно представить сопротивлением для основного типа волны. [В рассматриваемом случае это будет пространственная гармоника с индексом . Пространственная гармоника с индексом отсутствует при резонансе. Эквивалентное сопротивление для волны с индексом из соотношения (13а) равно

Приравнивая это выражение нулю и подставляя в него соответствующие значения волновых сопротивлений, находим, что условием вынужденного резонанса поверхностной волны является соотношение

Заметим, что это соотношение идентично характеристическому уравнению, описывающему распространение поверхностной волны в диэлектрическом слое над проводящим экраном.

Обнаружено, что значение угла сканирования, при котором возникает резонансный пик на кривой коэффициента отражения которое определяется из уравнения (22), хорошо согласуется с результатами, полученными при решении соответствующего интегрального уравнения, если размеры излучающего раскрыва не превышают 10% размера периодической ячейки. При увеличении размеров раскрыва точность результатов, получаемых из уравнения (22), постепенно ухудшается, так как при этом значение эквивалентного сопротивления со стороны волновода перестает быть пренебрежимо малым. Влияние размеров раскрыва на угловое положение резонансных пиков при сканировании в -плоскости иллюстрируется на рис. 6.21. Из рисунка видно, что угол сканирования, соответствующий резонансному пику, сдвигается в сторону от нормали при увеличении размера раскрыва Аналогичный сдвиг резонансного пика при изменении размеров излучающего раскрыва наблюдается и при сканировании в -плоскости. Более того, заполнение волноводов диэлектриком также приводит к подобному эффекту. Очевидно, что рассматриваемое резонансное явление в сильной степени зависит от эквивалентного сопротивления раскрыва, которое является функцией параметров антенной решетки.