На основании полученных формул (при Г = 0) была рассчитана зависимость ДН ЛИ длиной l = 0,14, шириной
= 0,03
на слое магнитодиэлектрика толщиной t = 0,032
с проницаемостью
= 10,
= 2 (
= j1060.49,
,
) от его положения в решетке из 1681 излучателей, расположенных в узлах квадратной сетки с периодом T = 0,14
(решетка размером 6
x6
). Излучатели согласованы в направлении нормали к АР (
) при условии, что решетка бесконечна. При этом рассматриваемая модель соответствует конечной решетке в бесконечном экране, покрытом слоем магнитодиэлектрика с проницаемостями
,
и толщиной t. На рис.2 приведены ДН излучателей в H-плоскости при
= 0 и
= 0 (кривая 1,
— номер излучателя по оси OX,
— по оси OY),
= 4 (кривая 2),
= 12 (кривая 3). Поскольку по оси OY излучатели в АР расположены симметрично, эта симметрия сохраняется и в диаграммах. В той же плоскости, но для другого местоположения излучателей, на рис.3 представлены ДН ЛИ при
= 0 и
= 4 (кривая 1),
= 12 (кривая 2). Кривая 3 описывает диаграмму излучателя в составе бесконечной решетки. ДН ЛИ в E-плоскости иллюстрируют рис.4 и 5. Все диаграммы излучателей конечной АР нормированы к ДН излучателя с номером
=
= 0. Из проведенного численного эксперимента следует, что:
— наиболее сильно ДН искажается в Н-плоскости, т.к. взаимная связь между ЛИ здесь меньше, чем в Е-плоскости;
— в Е-плоскости ДН перестает существенно искажаться начиная примерно с пятого излучателя от края решетки, в Н-плоскости — с тринадцатого.
Рис.6 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OX (1 — , 2 —
, пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при
).
Рис.7 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OY (1 — , 2 —
, пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при
).
Рис.8 Поведение модуля коэффициента отражения ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в H–плоскости в зависимости от его положения вдоль оси OX (1 — , 2 —
, пунктирная линия соответствует ЛИ в бесконечной АР при
).
Рис.9 Поведение модуля КО ЛИ конечной решетки в бесконечном экране в E–плоскости в зависимости от углов фазирования (1 — = 0, 2 —
= 4, 3 —
= 12, 4 —
= 20;
= 0; кривая 5 соответствует ЛИ в бесконечной АР).
Рассмотрим характеристики указанной АР при возбуждении всей решетки равномерно с линейным набегом фазы. Излучатели как и в предыдущем случае, согласованы в составе бесконечной решетки. На рис.6 представлены кривые, отражающие зависимость модулей коэффициентов отражения (КО) от номера излучателя (вдоль оси ЛИ) при
= 0 в E-плоскости для углов фазировки решетки
(кривая 1) и
(кривая 2). Аналогичные зависимости от номера излучателя
(поперек оси ЛИ) при
= 0 приведены на рис.7.
Изменение модулей КО для H-плоскости в зависимости от номеров ЛИ при фазировке решетки в направлении иллюстрирует рис.8. Пунктиром на всех рисунках изображены КО излучателя в бесконечной решетке для угла
(для
имеем
). Во всех случаях КО по модулю больше для краевых излучателей и имеют осциллирующий характер, обусловленный интерференцией невозмущенных токов и токов суммарной краевой волны [4].
Анализ приведенных на рис.6…8 кривых в целом подтверждает выводы, полученные при анализе ДН (рис.2…5). Поведение КО конечной решетки в секторе углов отражает рис.9, где кривая 1 соответствует излучателю = 0, кривая 2 — излучателю
= 4, кривая 3 —
= 12, кривая 4 —
= 20 причем
= 0, пунктир соответствует бесконечной решетке. Из приведенных графиков следует, что в конечной решетке происходит уменьшение сектора углов, в котором
. Так, для бесконечной решетки этот сектор равен ±60°, для излучателей конечной решетки с номерами
= 0, 4 — ±55°, для излучателя
= 12 — −50°…+60°, а для краевого излучателя (
= 20) вообще отсутствует сектор углов с
.
Рис.10 Огибающие максимумов ДН полностью возбужденной решетки при фазировании в Е–плоскости (кривая 1) и в Н–плоскости (кривая 2).
Как видно из рис.10, при возбуждении всей конечной решетки сильная взаимная связь приводит к тому, что максимумы ДН описывают гладкую кривую в секторе углов до ±60° с сохранением в среднем ширины диаграммы, соответствующей ширине ДН излучателя бесконечной решетки.
Выводы.
— для многоэлементных излучателей конечной АР обобщены формулы, полученные в [2]. Для расчета амплитуд суммарной краевой волны построено уравнение второго рода, норма оператора которого всегда меньше единицы.
— при экспериментальном исследовании диаграммы излучателя в АР при сильной связи методика измерений, связанная с возбуждением одного элемента решетки при остальных, нагруженных на согласованные нагрузки, неприменима. Для такой решетки следует измерять уровни максимумов диаграммы полностью возбужденной АР при различных углах фазировки.
— наиболее сильно в конечной АР КО искажается для излучателей, расположенных в плоскости сканирования. При этом отклонение КО от КО излучателя бесконечной решетки, не превышающее 25%, имеет место для излучателей центральной части АР, начиная примерно с расстояния (1…1.15) от края решетки (излучатель согласован в составе бесконечной решетки).