3.1. Полностью заполненные диэлектриком решетки

Рассмотрим решетку из круглых волноводов, заполненных полностью диэлектриком так, что в волноводах может распространяться только основной тип волны Наиболее ощутимое изменение в характеристиках отражения решетки состоит в том, что угол сканирования, при котором возбуждается незахваченная вынужденная поверхностная волна, сдвигается к пормали решетки. Подобное смещение наблюдалось также в решетках из прямоугольных волноводов, полностью заполненных диэлектриком.

В первом варианте исследований радиус волновода а меняли одновременно с диэлектрической проницаемостью диэлектрика так, что выполнялось условие Это условие обеспечивает постоянное отношение между рабочей и критической частотами волновода. Параметры сетки изменяли так, чтобы при постоянной длине волны. В этих условиях увеличение ведет к уплотнению решетки. Коэффициент заполнения раскрыва а (отношение площади раскрыва волновода к площади одной ячейки решетки) также остается постоянным. На рис. 7.22 приведен типичный график коэффициента отражения полностью заполненных диэлектриком решеток в -плоскости сканирования. Вследствие сближения элементов при увеличении полное отражение наблюдается в ряде сплошных интервалов углов сканирования. Обособленный резонанс поверхностной волны, возникающий в отсутствие диэлектрика сливается при увеличении со сплошными областями полного отражения и обособленно ужо возникает.

В другом варианте исследований величины меняли так, чтобы выполнялось условие а размеры сетки поддерживались постоянными относительно длины волны в свободном пространстве В этом случае коэффициент заполнения раскрыва уменьшается с увеличением Коэффициент

(кликните для просмотра скана)

отражения такой решетки в -плоскости сканирования приведен на рис. 7.23. Из графика видно, что модуль величины резко увеличивается при возрастании такая зависимость существенно отличается от сравнительно небольших изменений, показанных на рис. 7.22. Отметим также, что зависимость от становится весьма слабой. Гладкие изменения коэффициента отражения (как по фазе, так и по амплитуде) наблюдались и в других плоскостях сканирования.

Рис. 7.24. Зависимость коэффициента отражения полностью заполненной диэлектриком решетки при сканировании в плоскости, наклоненной под углом

Резкие изменения на этих характеристиках были локализованы лишь вблизи точек возникновения дополнительных главных лепестков (отмеченных на рис. 7.23 и 7.24 вертикальными стрелками). Коэффициент отражения для поперечно поляризованной волны при сканировании в плоскости, наклоненной под углом 30° (рис. 7.24), пренебрежимо мал во всей области, кроме точек, близких к точке возникновения дополнительного главного лепестка, где наблюдается острый максимум.

Напомним, что вследствие симметрии решетки коэффициент отражения при излучении по нормали к плоскости решетки не зависит от поляризации возбуждения ТЕ-волпы. Эта особенность в сочетании с гладкими характеристиками коэффициента отражения (рис. 7.23 и 7.24) позволяет в принципе реализовать хорошее согласование в широкой области углов сканирования по крайней мере в узкой полосе частот. Коэффициенты передачи обладают

также гладкими характеристиками как по фазе, так и по амплитуде. Эта особенность в свою очередь приводит к относительному постоянству поляризации (например, круговой) в пределах той же области углов сканирования. Приемлемые характеристики решетки из таких сравнительно малых элементов можно получить лишь в узкой полосе частот. Тем не менее путем разумного синтеза согласующей цепи, включаемой за апертурной плоскостью, можно добиться хорошего согласования при различных углах сканирования в полосе частот шириной 10—15%. Более подробно этот вопрос рассмотрен в гл. 9.