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

Из сравнения диаграмм направленности элементов при различ­ ном расположении их в решетке из 15 элементов (рис. 8.24) сле­ дует, что диаграмма крайнего элемента сильно отличается от диа­ граммы элемента бесконечной решетки. По мере продвижения

Х/а

Х/а

Рис. 8.21. Зависимость коэффициента взаимной связи двух волноводов с диэлектрическими вставками от длины волны.

к центру решетки диаграммы направленности становятся более симметричными по отношению к нормали решетки и, кроме того, более близкими к диаграмме элемента бесконечной решетки. Диа­ пазон углов, в котором диаграмма имеет достаточную симметрию, для пятого элемента превышает ± 60°. На рис. 8.25 приведены коэффициенты отражения элементов решетки из 15 элементов.

в результате сложения диаграммы Tt (0) для решетки из 9 элемен­ тов с одинаковым возбуждением приведены на рис. 8.26. Хотя, как и ожидалось, эти диаграммы отличаются от диаграмм, которые можно было бы получить, применяя принцип перемножения диа­ грамм (например, диаграммы направленности центрального эле­ мента, рис. 8.22), различия несущественны. Уровень боковых

лепестков в дпаграмме составляет —14 дБ, ширина главного лепе­ стка равна 13,5°, если направление основного максимума совпадает с нормалью решетки. По мере отклонения луча от нормали начи­ нают играть роль расширение главного лепестка и влияние диа­ граммы направленности элемента, вследствие чего значительно уменьшается коэффициент усиления. Кроме того, при большом отклонении луча от нормали становятся заметными искажения за счет сканирования [36].

Рассмотрим теперь вопрос о влиянии диэлектрических вставок в волноводе вблизи апертуры. Параметры диэлектрических вста­ вок выбирают так, чтобы в плоскости апертуры наблюдался резо­ нанс. Условие возникновения резонанса можно определить, используя приближение на основе теории длинных линий (см. гл. 6 и 7). На рис. 8.27 приведены диаграммы направленности централь­ ных элементов в решетках, состоящих из различного числа элемен­ тов с диэлектрическими вставками при £ = 4, dja = 0,6375 и ЫК = = а/К = 0,4. При таком выборе параметров диаграмма направлен-

Рис. 8.25. Коэффициенты отражения в решетке из 15 элементов без диэлектрических вставок (Ь/Х = 0,536, а / Х = 0,4).

ности бесконечной решетки имеет минимум, или «резонанс», при 0 = 24°. В диаграмме направленности для решетки из 7 элемен­ тов минимум находится при 0 ~ 30°, однако он не достигает нуля. С увеличением числа элементов решетки минимумы сходятся к ми­ нимуму (нулю) бесконечной решетки. Чтобы диаграмма направ­ ленности центрального элемента решетки была достаточно близкой к диаграмме такого же элемента бесконечной решетки, число эле­ ментов решетки должно быть больше 13. Аналогичный вывод спра­ ведлив и для коэффициентов отражения (рис. 8.28). Минимумы излучения проявляются здесь в виде максимумов, которые ста-

Рис. 8.26. Диаграм­ мы направленности решетки пз 9 элемен­

тов (Ь/Х = а / Х =

= 0,4, е = 1).

Рпс. 8.27. Диаграм­ мы направленности центральных элемен­ тов в решетках, сос­ тоящих пз различного числа элементов с ди­ электрическими вста­ вками (Ь/Х — а / Х =

0,4, е = 4, d s / b — ==0,6375).

Рис. 8.28. Коэффици­