Файл: Амитей Н. Теория и анализ фазированных антенных решеток.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 258

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

178

Глава 4

связи. Таким образом,

 

нш & С , =± J ^

о,,г, и < + > «гф+ о („ -) (78)

При ф = ± lied

Г0 = К /с |- ( г И )2 = 0 .

Подынтегральное выражение имеет особенности при двух значе­ ниях ф (—ked и ked). Разобьем интервал интегрирования иа четыре участка и вычислим интеграл иа каждом участке отдельпо. Рас­ смотрим сначала интеграл

 

е

 

л- 1

2Yo7l>

U (гр) e_7ml’ йф =

d2(Yo + Го)2 Го

hed

Применяя способ преобразования, использованный при получении соотношения (37), найдем

 

 

 

' +

0

(0 -

Аналогично получаем

 

 

 

 

о

2уоФ

 

 

 

 

-J

U (ф) е- '7"’!’ d\|з =

 

 

<*2 (Yo + Го)2 Г0

 

 

 

V

 

 

 

 

 

!2Yo4>

 

U ( — ф) e771111 cZ-vp =

 

 

 

i ^2(Yo + ro)2 r 0

 

 

 

о

 

к __ \ 1/2 j(n h d + n /4 ) +

 

 

= j 3 £ n ( - k d ) ( -

 

0

(n"1).

Видно, что интегралы Ax и Л2 дают одинаковый вклад в асимп­ тотическое поведение коэффициентов связи. Вычисляя затем интегралы в пределах от 0 до ked и от ked до л (чтобы определить вклад особенности при ф = ked), обнаруживаем, что вклады этих двух интегралов равны по величине, ио имеют противоположные знаки. Таким образом, вклад в асимптотическое поведение коэф­ фициентов взаимной связи особенности в точке ф = ked имеет

более

высокий

порядок

малости, чем О (п~г).

Следовательно,

 

К тт,

, ,ч / 2

\ i/2

1

X

 

lim Cn — — U (— ked)

( H V )

)i3/-

 

„„oo

Yo '

'

\

)

Xe (raft

jt/4>+ 0(n -2),

 

 

 

 

 

 


Каноническая решетка из тонкостенных волноводов

179

т. е. при больших п коэффициенты взаимной связи

убывают

по закону п~3/2. Разность фаз коэффициентов связи для смежных элементов асимптотически приближается к величине ked, являю­ щейся электрическим расстоянием для волны, распространяющей­ ся в свободном пространстве. Подобное асимптотическое поведе­ ние коэффициентов взаимной связи совпадает с асимптотическим поведением коэффициентов взаимной связи для решетки в изотроп­ ной среде (разд. 6 ). Поскольку даже анизотропия среды ие изме­ няет асимптотической зависимости взаимного влияния элементов при больших расстояниях, то предположение о том, что подобная асимптотическая зависимость является общим свойством ФАР, лишний раз оправдывается. Обобщение этой закономерности на случай плоских антенных решеток подтверждается значитель­ ным числом примеров в гл. 7.

П Р И Л О Ж Е Н И Е

ФАКТОРИЗАЦИЯ В МЕТОДЕ ВИНЕРА — ХОПФА

Факторизация выражения

2 w (cos ф— ch w d )

(П.1)

d (Y5 y 2) sh w d

 

осуществляется следующий! образом. В множителе

 

cos ф— chwd = 2 sin 1 (ф— / wd) sin -1у (ф + jwd)

 

синусоидальные функции заменяются бесконечными произведе­ ниями

cos ф — ch wd =

СО

j w d f -

 

 

4«2я2

 

 

00

]

 

(чр Н-7'шд?)2

 

4п2я2

 

7 1 = 1

 

СО

 

 

7 1 = 1

 

 

Ьт + л|?

(П.2)

d

 

Обозначийг

 

 

2 ля-)-ф \ 2

(П.З)

3

]

 

12*


180

Глава 4

Выражение (П.2) можно написать в виде

2

-^2 - (cos ф — сh wd) =

= <v! - r i> П ( =

) >

* Г1»> Ш

(П.4)

п= 1

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично

 

 

 

 

 

 

 

sh wd = wd Ц

(

)

12

(Y2 - Yn).

(П.5)

где

 

n = l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

7

о

/ 1171

\ ^

(П.6 )

 

Y„= kc — ( — ) •

Подставляя выражения (П.4) п (П.5)

в выражение (П.1), получаем

2ш (cos i|>—ch w d ) _

 

 

 

 

 

 

 

d (Y5—у2) sh w d

 

 

 

 

 

 

 

— ( Y2 —Tg \

( d / 2 n n ) 2 (Y2r„) { d / 2 i m ) 2 (y2—IT,,)

(П.7)

~~ VVo —Y2 / n=l

 

 

 

d / n n ) 2 (Y2—Yn)

 

 

 

 

Предполагается, что среда обладает небольшими потерями, т. е. к е = к'е ]к"е. Более того, для обеспечения сходимости обратных преобразований Фурье [выражение (72)] необходимо подходящим образом выбирать контур интегрирования в плоскости комплекс­ ного переменного у. При этом постоянные распространения уп п Г„ имеют отрицательные мнимые части. Таким образом, выра­ жение

L+(y) = i (

У— Гр

(d/2nn)2{y

Гтг) (у — Г-п ) ej(yd/n)]n 2

Yo — Y

(j'd/пл)

— Yn)

 

 

 

(y

является регулярной и аналитической функцией в верхней части плоскости Yt а выражение

1

У + г

\

Т Т

№/2пп)2 (Y + Гп) (У + Г_п) e- j{vd/7[)]n 2

L-{y)

1 \ УоУ

/

1 1

{ — jdlnn)(у+ у„)

П= 1

регулярной и аналитической функцией в нижней части плоско­

сти у- Итак,

2ш (cos т[) — ch wd) L+ (у)

d (у5—У2) sh wd ~ L_ (y)

Экспоненциальные множители в функциях L+ (у) и L_ (у) введены для обеспечения сходимости бесконечных произведений. Заметим также, что

L+(у) = 1 /М — Y)-



 

 

 

 

Каноническая решетка из тонкостенных волноводов

181

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1.

W u

С .

Р . ,

G a l i n d o V .

Properties of a Phased Array of Rectangular Wave­

 

guides with Thin Walls, «IEEE Trans. Antennas and Propagation», 1966,

2.

v. AP-14, p. 163—172.

 

 

 

G a l i n d o

 

V . ,

 

W u С.

P .

Numerical Solutions for an Infinite Phased Array

 

of Rectangular Waveguides with Thick Walls, «IEEE Trans. Antennas and

3.

Propagation», 1966, v. AP-14, p. 149—158.

McGraw-Hill,

New York,

C o l l i n

R . E .

Field

Theory

of Guided Waves,

4.

1960, p. 465-468.

 

 

Mutual Coupling in

Two Dimensional Arrays,

B l a s s / . ,

R a b i n o w i t z

S . J .

5.

1957 IRE WESCON Convention Record, Part I, p. 134—150.

 

H a n n a n

P .

 

W . The

Element-Gain Paradox for

a Phased-Array Antenna,

6.

«IEEE Trans. Antennas and Propagation», 1964, v. AP-12, p. 423—433.

A m i l a y

 

N . ,

 

C o o k J .

S . , P e c i n a R . G . , W u С .

P . Mutual Coupling and

 

Matching Conditions in Large Planar Phased Arrays, 1964 PTGAP Inter­

7.

national

Symposium Program and Digest, p. 150—156.

 

G a l i n d o

 

V . ,

 

W u С .

P .

Asymptotic Behavior of the Coupling Coefficients

 

for an Infinite Array of Thin-Walled Rectangular Waveguides, «IEEE

8.

Trans. Antennas and Propagation», 1966, v. AP-14, p. 248-249.

T i t c h m a r s h

E . C . The

Theory of Functions, 2nd ed., Oxford University

9.

Press, London, 1939, p. 426—427.

 

 

M o r s e P .

M . , F e sh b a c k

H . Methods of Theoretical Physics, v. II, McGraw-

10.

Hill, New York, 1953, p. 1324.

 

 

W a i t J .

R .

 

Electromagnetic Waves in Stratified Media, Pergamon Press,

11.

New York, 1962, p. 25—35.

 

 

G a l i n d o

V . ,

W u С. P .

The Relation Eetween the Far-Zone Pattern of the

 

Singly Excited Element and the Transmission Coefficient of the Principal

 

Lobe in an Infinite Array, «IEEE Trans. Antennas and Propagation»,

12.

1966, v. AP-14, p. 397-398.

Waves from a

System of

B a k l a n o v

E . V . Radiation

of Electromagnetic

13.

Semi-Infinite Plates, «Soviet Phys. Doklady», 1964, v. 8, p. 1100—1102.

K a r j a l a D .

S . , M i t t r a

R . Radiation from Some Periodic Structures Excited

14.

by a Waveguide, «Electronics Letters», 1965, v. 1, p. I l l —112.

D u

F o r t

E .

 

C . Finite

Scattering Matrix for an Infinite Antenna Array,

15.

«Radio Science», 1967, v. 2 (New Series), p. 19—27.

Radiation

S i l v e r

S .

( ed . ) . Microwave

Antenna Theory and Design, MIT

16.

Laboratory Series, v. 12, McGraw-Hill, New York, 1949, p. 89.

L e e

S .

W .

Radiation from an Infinite Aperiodic Array of Parallel-Plate

 

Waveguides,

«IEEE

Trans. Antennas and Propagation», 1967,

v. AP-15,

p.598—606.

17.W u С . P . Analysis of Finite Parallel-Plate Waveguide Arrays, IEEE Inter­

 

national G-AP Symposium Digest, 1968, p. 124—133; IEEE Trans. Anten­

18.

nas and Propagation, 1970, p. 328—334.

B u d d e n

K .

G. Radio Waves in the Ionosphere, Cambridge University Press,

19.

London,

1961.

N o b l e N .

Methods Based on the Wiener-Hopf Technique, Pergamon Press,

20.

New York, 1965.

W u

С .

P .

Diffraction of a Plane Electromagnetic Wave by an Infinite

 

Set of Parallel Metallic Plates in an Anisotropic Plasma, «Can J. Phys.»,

21.

1967, v. 45, p. 1911—1923.

W u

С . P . ,

G a l i n d o V . Radiation from an Infinite Phased Array of Parallel-

 

Plate Waveguides in an Anisotropic Plasma, IEEE International G-AP

22.

Symposium Digest, 1966, p. 9S—101.

S c h w i n g e r

J . , S a x o n D . Discontinuities in Waveguides — Notes on Lectu­

res by J. Schwinger, Gordon and Breach, New York, 1968, Chapter V.