[發明專利]基于遠場的天線罩電性能預測方法

有效

• 申請號: 201210009491.7
• 申請日: 2012-01-03
• 公開（公告）號: CN102590656A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李鵬;段寶巖;許萬業;仇原鷹;王猛;張錦;陳瑞;鄧坤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于利用商用電磁分析軟件按如下步驟進行預測：

(1)根據拋物面天線的結構參數，建立天線的幾何模型，按五分之一波長對天線模型劃分網格；

(2)根據拋物面天線的結構參數，建立天線的饋源幾何模型，以該饋源模型作為激勵，在饋源的激勵下，天線向空間輻射電磁波；

(3)將天線輻射電磁波的能力用方向圖來表征，使用物理光學法求解天線的二維遠場場值，繪制方向圖并提取天線的電性能指標；

(4)在步驟(1)中所建天線模型的基礎上，根據天線罩的結構參數，再建立天線罩上的螺栓幾何模型，按五分之一波長對該螺栓幾何模型進行網格劃分；

(5)根據步驟(3)中求得的二維方向圖，確定在螺栓散射影響下天線三維遠場方向圖的計算區域和離散精度，使用物理光學法求解該天線的三維遠場場值，繪制方向圖，并將計算結果輸出為一個文件；

(6)根據天線罩的結構參數，建立天線罩幾何模型，按二倍波長對該天線罩幾何模型進行網格劃分；

(7)以步驟(5)中求得的天線三維遠場場值作為激勵，使用幾何光學法求解天線加罩后的二維遠場場值，繪制方向圖并提取帶罩天線的電性能指標；

(8)對比步驟(3)和步驟(7)中得到的天線二維遠場方向圖和電性能指標，分別求出天線加罩后的電性能變化值，即增益損失值、副瓣電平升高值和主瓣寬度變化值；

(9)根據天線設計的電性能要求，判斷天線加罩后的電性能變化值是否滿足預設要求，如果滿足，則輸出天線加罩前后的二維遠場方向圖、天線加罩后的電性能變化值和天線罩的結構參數；否則，修改天線罩的結構參數，并重復步驟(4)到步驟(9)，直至結果滿足要求。

2.根據權利要求1所述的基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于步驟(1)所述的建立天線的幾何模型，是根據天線口徑D和焦距f，在商用電磁分析軟件中建立一個拋物面，拋物面頂點取在坐標系原點處，天線口徑面與z軸垂直。

3.根據權利要求1所述的基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于步驟(2)所述的建立天線的饋源幾何模型，是建立長為二分之一波長的線段，該線段與天線口徑面平行，中點在天線焦點，在中點處將該線段斷開。

4.根據權利要求1所述的基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于步驟(3)所述的使用物理光學法求解天線的二維遠場場值，按如下步驟進行：

(3a)饋源向外輻射電磁波，該電磁波會在天線表面感應出面電流，根據饋源的形式計算出饋源的遠場場值；

(3b)根據饋源的遠場場值，計算出天線表面上的面電流分布，該面電流分布向空間輻射電磁波；

(3c)根據天線表面上的面電流分布，積分求解天線在E面、H面內的二維遠場場值。

5.根據權利要求1所述的基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于步驟(4)所述的，建立天線罩的螺栓幾何模型，按如下步驟進行：

(4a)用長方體模擬螺栓，即取長方體高度為螺栓高度，取長方體長、寬為螺栓底面直徑，長方體軸線指向拋物面頂點；

(4b)將螺栓分布在天線罩模型所在的球面上，并按天線罩上螺栓的實際位置確定螺栓的坐標。

6.根據權利要求1所述的基于遠場的天線罩電性能預測方法，其特征在于步驟(5)所述的，確定在螺栓散射影響下天線三維遠場方向圖的計算區域和離散精度，按如下步驟進行：

(5a)從步驟(3)中求得的天線二維遠場方向圖中，得到天線方向圖的能量分布和主瓣寬度，該能量分布是指在歸一化方向圖中任一角度范圍內的最小增益值；

(5b)根據天線二維遠場方向圖的能量分布確定天線三維遠場方向圖垂直圓周方向的計算區域，根據需要的最小增益值，取相應的角度范圍為垂直圓周方向的計算區域；

(5c)取-90°～90°為天線三維遠場方向圖水平圓周方向的計算區域；

(5d)取天線二維遠場方向圖主瓣寬度的十二分之一作為天線三維遠場方向圖垂直圓周方向的離散精度；

(5e)取0.5°為天線三維遠場方向圖水平圓周方向的離散精度。