8. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВЫНУЖДЕННЫХ РЕЗОНАНСОВ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОЛНЫ
Существование вынужденных резонансов поворхностной волны подтверждено аналитически и экспериментально. На основе теории цепей СВЧ проиллюстрирован механизм их возникновения. В плоских антенных решетках резонансы поверхностной волны могут возникать как при наличии диэлектрических покрытий и вставок, так и при их отсутствии. В линейных антенных решетках апертурные резонансы возникают только при наличии диэлектрического покрытия или диэлектрических вставок. Хорошо известно, что в диэлектрическом слое могут существовать волны, которые при отсутствии потерь в диэлектрике распространяются вдоль слоя без затухания. Это позволяет предположить, что резонансные явления в антенных решетках связаны непосредственно с распространением поверхностных волн. Отметим, что, поскольку поверхностная волна может распространяться вдоль ребристой поверхности, образованной из антенной решетки [2, 17], резонанс поверхностной волны называется вынужденным. Из этого не следует, однако, что поверхностная волна существует в исходной антенной решотке. Основываясь на теореме взаимности, мы покажем, что поверхностные волны не могут возбуждаться в решетке с конечным числом возбужденных элементов.
Особенностью резонансов поверхностной волны является наличие острого пика, достигающего значения, равного 1, на кривой коэффициента отражения. По закону сохранения энергии это эквивалентно появлению минимумов (нулей) на кривой коэффициента передачи. Так как диаграмма направленности элемента в антенной решетке пропорциональна коэффициенту передачи, нулевые значения этого коэффициента проявляются в виде глубоких провалов, или ослеплений, в диаграмме направленности.
Предположим, что поверхностная волна может распространяться вдоль поверхности антенной решетки. Антенная решетка,
находящаяся в режиме возбуждения одного элемента, не может быть источником этой поверхностной волпы, так как для возбуждения поверхностной волны необходимо наличие связи между поверхностной волной и возбуждающим полем в волноводе. Наличие такой связи по теореме взаимности должно приводить к тому, что поверхностная волна, распространяясь вдоль раскрыва антенной решетки, должна отдавать благодаря связи часть своей энергии в элементы решетки. Следовательно, такая поверхностная волна не может распространяться вдоль поверхности антенной решетки без затухания, что противоречит смыслу понятия поверхностной волны.
Было предположено также, что возникновение вынужденных апертурных резонансов можно объяснить с помощью концепции вытекающих волн, существующих в раскрыве антенной решетки. Книттель, Хессельи Олинер [15], рассматривая случай решетки из параллельных пластин с диэлектрическим покрытием, сканирующей в 
-плоскости, показали, что характеристическое уравнение, получаемое по методу поперечного резонанса, имеет комплексные корни, действительные части которых примерно равны поперечным волновым числам, соответствующим резонансным углам сканирования. Появление нулевых провалов в диаграмме направленности элемента в решетке объясняется в работе [15] наличием интерференции между непосредственным излучением от возбужденного элемента и излучением, создаваемым вытекающими волпами.
Понимание резонансных явлений в антенных решетках в настоящее время не является полным. Например, почему величина коэффициента отражения при резонансе достигает значения 1? На кривых коэффициента отражения наблюдаются иногда резонансные пики, не достигающие значения 1. Лежит ли в основе возникновения этих пиков тот же механизм возникновения, что и в случае вынужденных апертурных резонансов? Резонансные явления наблюдаются также в случаях, когда диэлектрические материалы отсутствуют, особенно в плоских антенных решетках. Можно ли объяснить эти резонансы на основе единой теории? Это некоторые из вопросов, требующих ответа. Понимание сущности апертурных резонансов облегчает нахождение способов их устранения.
