Максимальный сектор сканирования составляет 32 градуса. Дальней-
шее изменение приводит к увеличению боковых лепестков и искажение диа-
граммы направленности.
3.3 Моделирование резонансной волноводной щелевой антенной
решетки из шести продольных щелей на широкой стенке
По полученным расчетам была смоделирована волноводная щелевая антенная решетка из шести элементов на широкой стенке волновода. На ри-
сунке 3.6 представлена резонансная волноводная щелевая антенная решетка.
Рисунок 3.6 – Модель волноводно-щелевой антенной решетки из шести щелей.
По результатам моделирования были получены следующие характери-
стики волноводной щелевой антенной решетки:
а) Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки в двух плоскостях (Рисунок 3.7);
б) Частотная зависимость коэффициента отражения (Рисунок 3.8).
На рисунке 3.7 изображена диаграмма направленности резонансной волноводной щелевой антенной решетки состоящая из шести элементов.
21
Диаграмма направленности обладает однолепестковым характером. Уровень боковых лепестков не превышает -13 дБ.
Рисунок 3.7 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки из шести элементов в двух плоскостях.
Рисунок 3.8 – Частотная зависимость коэффициента отражения волноводнощелевой антенной решетки из шести щелей.
На рисунке 3.8 изображена частотная зависимость коэффициента отра-
жения резонансной волноводной щелевой антенной решетки из шести эле-
ментов. По рисунку можно сделать вывод, что минимум находится на задан-
ной частоте (9,375 ГГц), это значит, что антенная решетка согласована. Так же отмечается тот факт, что при увеличение числа щелей полоса согласова-
22
ния сужается. Крутизна характеристики становится круча в области высоких частот. Полоса пропускания по уровню коэффициента отражения -15 дБ со-
ставляет 315 МГц.
По расчетам место установки щели составляет 8.73 мм, расстояние между щелями длина волны в линии на четыре (22.227 мм). Для достижения лучших характеристик место установки щели было оптимизированно до
9 мм, а расстояние между элементами составило 22.1 мм.
3.4 Моделирование нерезонансной волноводной щелевой
антенной решетки из шести продольных щелей на широкой стенке
Аналогично, как и для волноводной щелевой антенной решетки с че-
тырьмя элементами была построена частотная зависимость коэффициента отражения для нерезонансной волноводной щелевой антенной решетки из шести элементов. Полученная характеристика имеет схожую зависимость.
Так же наблюдаются частоты, на которых коэффициент отражения минима-
лен. На рисунке 3.9 представлена частотная зависимость коэффициента от-
ражения.
Рисунок 3.9 – Частотная зависимость коэффициента отражения нерезонансной волноводной щелевой антенной решетки.
23
Можно отметить, что увеличение щелей привело к улучшению частот-
ной зависимости коэффициента отражения. Так увеличивая количество эле-
ментов антенной решетки, можно почти полностью компенсировать отра-
женные от щелей волны.
На рисунке 3.10 изображена возможность работы нерезонансной ан-
тенной решетки в режиме сканирования.
Рисунок 3.10 – Отклонение диаграммы направленности нерезонансной волноводной щелевой антенной решетки.
Увеличение количества щелей привело к сужению сектора сканирова-
ния. Максимальный сектор сканирования составляет 12 градусов.
24
4 ВЛИЯНИЕ УТРАТЫ ЭЛЕМЕНТА НА ХАРАКТЕРИСТКИ
АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ
Волноводные щелевые решетки используются в качестве бортовых си-
стем обзора переднего пространства, и не исключена вероятность поражения части элементов антенной решетки.
4.1 Влияние утраты элементов на диаграмму направленности
антенной решетки
По результатам моделирования было выявлено, что при закорачивание различных щелей, характеристики антенных решеток изменяются одинако-
вым образом. В таком случае наибольший интерес представляет волноводно-
щелевая антенная решетка из шести продольных щелей, так как возможно проанализировать влияние перекрытия различных щелей. Рассмотрим, как изменяются характеристики резонансной антенной решетки. На рисунке 4.1
представлена диаграмма направленности резонансной волноводной щелевой антенной решетки, когда присутствуют все элементы антенной решетки.
Рисунок 4.1 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки при наличие всех щелей.
25
При закорачивании крайних щелей главный лепесток диаграммы направленности расширяется. Так как уменьшается апертура антенной ре-
шетки.
На рисунке 4.2 изображена модель волноводной щелевой антенной ре-
шетки с перекрытой второй щелью.
Рисунок 4.2 – Модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй щели.
На рисунке 4.3 изображена диаграмма направленности резонансной волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй щели.
Рисунок 4.3 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй щели.
26
При отсутствии второй щели заплывают нули диаграммы направленно-
сти и возрастает уровень боковых лепестков. Изменяется шаг решетки, и она становится не эквидистантной. На рисунке 4.4 изображена модель волновод-
ной щелевой антенной решетки, при отсутствии третьей щели.
Рисунок 4.4 – Модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании третьей щели.
На рисунке 4.5 изображена диаграмма направленности резонансной волноводной щелевой антенной решетки, при закорачивании третьей щели.
Уровень боковых лепестков еще больше возрос, заплывают нули диаграммы направленности.
27
Рисунок 4.5 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании третей щели.
На рисунке 4.6 представлена модель волноводной щелевой антенной
решетки при закорачивании третьей и четвертой щели.
Рисунок 4.6 – Модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании третьей и четвертой щелей.
На рисунке 4.7 представлена диаграмма направленности резонансной
волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании третьей и чет-
вертой щели.
28
Рисунок 4.7 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании третьей и четвертой щелей.
При закорачивании третьей и четвертой щели, появляются дифракци-
онные максимумы, так как увеличивается шаг решетки и как следствие, из-
меняется «видимая часть» множителя решетки. На рисунке 4.8 изображена
модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй,
третьей и четвертой щелей.
Рисунок 4.8 – Модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй, третьей и четвертой щелей.
29
На рисунке 4.9 представлена диаграмма направленности волноводной
щелевой антенной решетки при закорачивании второй, третьей и четвертой
щелей.
Рисунок 4.9 – Диаграмма направленности волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании второй, третьей и четвертой щелей.
Так же были промоделированы волноводные щелевые решетки при за-
корачивании части щели. На рисунке 4.10 представлена модель волноводной
щелевой антенной решетки при закорачивании части щели.
Рисунок 4.10 – Модель волноводной щелевой антенной решетки при закорачивании половины второй щели.
30