Введение
ГЛАВА 1. Общие принципы и соотношения 26
1.1. Основные характеристики 26
1.1.1. Диаграммы направленности элемента и решетки 26
1.1.2. Множитель решетки 28
1.1.3. Коэффициент направленного действия, коэффициент усиления и эффективность излучения 31
1.2. Модель в виде бесконечной решетки 33
1.2.1. Квазипериодическое возбуждение 33
1.2.2. Апериодическое возбуждение 37
1.3. Идеальная диаграмма направленности элемента решетки 41
1.3.1. Максимальный уровень 41
1.3.2. Контуры идеальной диаграммы направленности элемента 43
1.3.3. Коэффициент усиления элемента на идеальном контуре 47
1.3.4. Эффективность идеального элемента и взаимная связь 48
1.3.5. О реализуемости идеальной контурной диаграммы направленности 53
1.3.6. Свойства ортогональности 57
1.4. Диаграмма направленности с неидеальным контуром 61
1.5. Минимальное число управляемых элементов 65
1.5.1. Вывод расчетных выражений 65
1.5.2. Коэффициент использования управляемых элементов 67
1.6. Двумерные задачи для одномерно-периодических структур 70
1.6.1. Поля при квазипериодическом возбуждении 70
1.6.2. Возбуждение одного входа решетки 74
1.6.3. Идеальные характеристики элемента в решетке 76
Приложение 1.1. Коэффициент усиления элемента решетки на идеальном контуре 82
Приложение 1.2. О формировании ортогональных лучей плоским раскрывом 85
Приложение 1.3. Об эффективности плотной решетки, формирующей контурную диаграмму направленности 92
ГЛАВА 2. Решетки с многополюсными схемами 97
2.1. Обзор технических решений 97
2.1.1. Решетка на основе матриц Батлера 97
2.1.2. Схема Немита 99
2.1.3. Схема Мейлу и Франки 100
2.1.4. Схема Фразиты, Лопеза и Джанини 102
2.1.5. Схема Дюфорта 104
2.2. Многокаскадная шахматная схема 105
2.2.1. Анализ характеристик излучения 105
2.2.2. Постановка и решение задачи синтеза 108
2.3. Экспериментальные исследования решетки с шахматной схемой . 114
2.4. Линейная решетка с шахматной схемой как облучатель параболической цилиндрической антенны 118
2.4.1. Постановка и решение задачи 120
2.4.2. Предельно достижимый коэффициент усиления антенны 125
2.4.3. Результаты, сравнение и обсуждение 127
2.5. Квазиоптические аналоги шахматной схемы 132
2.5.1. Особенности геометрии решетки 133
2.5.2. Диаграмма направленности подрешетки 135
2.5.3. Результаты расчетов 136
ГЛАВА 3. Решетки связанных двухмодовых волноводов 140
3.1. Упрощенная модель 141
3.2. Усовершенствованная модель для сканирования в Е-плоскости 146
3.2.1. Геометрия и возбуждение решетки 146
3.2.2. Математическая модель решетки 147
3.2.3. Предельные характеристики при двухмодовом возбуждении 149
3.2.4. Методика оптимизации структуры 153
3.2.5. Численные результаты 154
3.3. Структура для сканирования в Н-плоскости 158
3.3.1. Особенности геометрии и оптимальное возбуждение 158
3.3.2. Характеристики решетки 161
3.4. Экспериментальное исследование Н-плоскостной решетки 163
Приложение 3.1. Расчет элементов матрицы рассеяния щелей в стенках волноводов 167
Приложение 3.2. Анализ модифицированного раскрыва решетки в Н-плоскости 170
ГЛАВА 4. Решетки с реактивно нагруженными излучателями 175
4.1. О применении реактивных нагрузок в антенных решетках 175
4.2. Модулированная ребристая структура, возбуждаемая электрическими и магнитными токами 179
4.2.1. Квазипериодическое возбуждение структуры 180
4.2.2. Диаграмма направленности структуры при локальном возбуждении 186
4.2.3. Формирование секторной диаграммы направленности 187
4.3. Модулированная ребристая структура с активными волноводами 191
4.3.1. Методика анализа и синтеза 193
4.3.2. Расчетные и экспериментальные результаты 195
ГЛАВА 5. Решетки волноводов с выступающими диэлектрическими элементами 199
5.1. Волноводно-диэлектрические решетки и структуры 200
5.2. Обзор методов анализа и полученных результатов 204
5.2.1. Метод сшивания 204
5.2.2. Неполный метод Галеркина 205
5.2.3. Резонаторный проекционный метод 206
5.2.4. Метод интегральных уравнений для поверхностных токов и метод вспомогательных источников 206
5.2.5. Метод интегральных уравнений для токов поляризации 208
5.2.6. Метод конечных элементов и коммерческие программы 209
5.3. Гибридный проекционный метод в двумерных задачах: Е-поляризация 210
5.3.1. Геометрия и возбуждение решетки 211
5.3.2. Представление полей 212
5.3.3. Проекционное сшивание полей на границах областей 213
5.3.4. Применение метода конечных элементов 215
5.3.5. Алгебраическая система и характеристики решетки 219
5.3.6. Реализация алгоритма, проверка и численные результаты 220
5.4. Возбуждение решетки ТЕМ-волнами 226
5.4.1. Постановка задачи и представление полей 226
5.4.2. Соотношения, следующие из условий на границах областей 228
5.4.3. Метод конечных элементов для Н-поляризованных волн 230
5.4.4. Полная алгебраическая система 232
5.4.5. Реализация алгоритма и характеристики решетки 234
5.5. Трехмерная задача 243
5.5.1. Постановка задачи 243
5.5.2. Представление полей в частичных областях 245
5.5.3. Гибридный проекционный метод 248
5.5.4. Характеристики решетки 254
5.5.5. Численные результаты 256
Приложение 5.1. Явные выражения для интегралов (5.22), (5.23) и (5.24) 260
Приложение 5.2. Значения интегралов (5.120) 260
ГЛАВА 6. Решетки с ленточными, дисковыми и проволочными структурами 261
6.1. Экспериментальный макет решетки многодисковых излучателей . 262
6.1.1. Конструкция макета 262
6.1.2. Результаты измерений 264
6.2. Решетки волноводов с ленточными структурами 267
6.2.1. Постановка задачи и метод решения 268
6.2.2. Численные результаты и обсуждение 273
6.3. Плоская решетка круглых волноводов с дисковыми структурами . 279
6.3.1. Геометрия, возбуждение и представление полей 279
6.3.2. Система алгебраических уравнений и характеристики решетки 282
6.3.3. Результаты численного моделирования 285
6.3.4. Результаты макетирования 294
6.4. Решетки антенных элементов Уда-Яги 298
6.4.1. Постановка задачи и метод решения 299
6.4.2. Результаты расчета и обсуждение 303
Приложение 6.1. Расчет функции Грина для двумерно-периодических структур методом М. М. Иванишина 308
Заключение 314
Список литературы 317
