5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одна из серьезных задач при конструировании реальной ФАР состоит в минимизации отраженной мощности в заданных секторе углов сканирования и полосе частот. Отраженную мощность можно уменьшить, применяя согласующие устройства в самих элементах решетки или в фидерных линиях; однако этот способ непригоден, если отражения вызваны вынужденными резонансами поверхностных волн. Мы видели, что в плоских решетках полные отражения появляются при некоторых углах сканирования для определенной поляризации возбуждения. Для устранения этих отражений в решетках без диэлектрика можно воспользоваться зависимостью углов сканирования (при которых возникают отражения) от поляризации, т. е. выбирать поляризацию так, чтобы она не совпадала с плоскостями симметрии решетки. Так, мы видели, что в решетке из круглых волноводов с равносторонней треугольной сеткой полное отражение возникает в -плоско-сти сканирования при вертикальной поляризации возбуждения (рис. 7.12). Если ту же решетку возбуждать нолем с круговой поляризацией (рис. 7.16), то при угле полного отражения теперь может излучаться 50% мощности. При круговой поляризации возбуждения полного отражения, обусловленного вынужденными резонансами поверхностных волн, пока вообще не наблюдалось. Следует однако отметить, что если даже удается выбором поляризации устранить точку полного отражения в одной из плоскостей сканирования, возможность существования таких точек в других плоскостях не исключается.
Другой способ устранения полных отражений, обусловленных вынужденными резонансами поверхностных волп, состоит в изменении поля в раскрыве и тем самым изменении эффектов взаимной связи. Для уменьшения изменений активной составляющей импеданса некоторых решеток в -плоскости сканирования применялись тонкие металлические перегородки, экраны и диафрагмы [14].
Еще один способ изменения взаимной связи состоит в использовании комбинированных элементов (рис. 7.33). К единичным ячейкам данной решетки, содержащим круглые волноводы, добавляются небольшие прямоугольные волноводы, которые можно
использовать как запредельные или короткозамкнутые на некотором расстоянии от апертурной плоскости. Прерывая токи в плоском бесконечном экране, эти небольшие прямоугольные волноводы действуют в основном как дроссели.
Полученное выше интегральное уравнение нетрудно распространить на случай комбинированных элементов.
Рис. 7.33. Плоская решетка из комбинированных элементов.
Как показано в приложении 2, форму единичной ячейки можно изменить так, чтобы в нее полностью входили раскрывы круглого и прямоугольного волноводов соответственно (рис. 7.33). Обозначим для волны и модальные проводимости чврез а для через Если возбуждение подается только круглые волноводы, то модифицированное интегральное уравнение (3) для тангенциальной составляющей электрического поля имеет вид
Легко также вывести (см. гл. 2) соответствующее интегральное уравнение для тангенциальной составляющей магнитного поля (определенного на всей единичной ячейке). При решении уравнения (54) методом Ритца — Галеркина следует обратить особое внимание на разделение результирующего матричного уравнения для волн в круглом и прямоугольном волноводах, другими словами, если используются конечные системы функций как базисные и весовые, то выбор отношения может сильно влиять на точность решения. Задача разделения для комбинированного элемента решетки аналогична задаче для разветвляющегося волновода, для которой было показано [15], что неправильное разделение может привести к ошибочным результатам.
Метод устранения вынужденных резонансов, основанный на избирательном возбуждении и закорачивании элементов решетки, рассмотрен в гл. 8.