[發明專利]大功率發射源主波束照射下拋物面天線耦合電平數值仿真的校模方法

有效

• 申請號: 201210212808.7
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102749538A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 謝大剛;吳楠;溫定娥;王春;張煒;黃明亮
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;周艷紅

技術領域

本發明屬于電磁兼容性預測領域，具體地指一種大功率發射源主波束照射下拋物面天線耦合電平數值仿真的校模方法。?

背景技術

拋物面天線具有結構簡單、高增益等特點，廣泛應用于衛星通信、高分辨率雷達中。現代艦船為了提高遠程通信、目標探測和跟蹤能力，也會裝備衛通、拋物面雷達等設備，如果上述設備中的拋物面天線布置不當，將極易受到艦船平臺上其它大功率輻射設備（如各種雷達、電子對抗系統等）的干擾，進而影響其正常的工作。因此，在艦船平臺設計初期，根據天線的布置方案，通過數值仿真的手段準確預報拋物面天線的耦合電平就顯得尤為重要。?

求解拋物面天線的耦合電平首先要進行口徑場的計算，由于艦船平臺上大功率輻射源眾多，導致口徑場的頻率成分多。以Ku衛通天線為例，為了提高其通信信噪比及收發隔離度，該天線后端往往接有復雜的接收網絡，不可避免的引起阻抗失配、傳輸損耗，進而對Ku衛通天線的耦合電平產生影響；同時，口徑場的多頻率特性也增加了耦合電平準確求解的難度。因此，在Ku衛通天線耦合電平的數值仿真時必須考慮這些因素，而設備研制方提供的技術參數比較單一、有限，很難滿足拋物面天線耦合電平準確求解的需要，這直接影響了Ku衛通天線耦合電平的仿真計算精度。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種大功率發射源主波束照射下拋物面天線耦合電平數值仿真的校模方法，能夠通過拋物面天線口徑場和耦合電平的測試，對拋物面天線耦合電平數值仿真結果進行修正，進而獲得較準確的大功率發射源主波束照射下拋物面天線的耦合電平。?

為解決上述技術問題，本發明提供的一種大功率發射源主波束照射下拋物面天線耦合電平數值仿真的校模方法，首先根據拋物面天線口徑場和耦合電平的測試值，獲得耦合電平仿真模型的修正系數Q；然后利用修正系數Q對拋物面天線的耦合電平仿真值V_仿進行修正，修正后的耦合電平V_修＝V_仿-Q。?

上述技術方案中，所述修正系數的獲得包括如下步驟：?

1）利用大功率發射源、拋物面天線和測試天線組成測試模型；?

2）調整大功率發射源和拋物面天線的位置，使二者主波束對準；將測試天線架設于拋物面天線的中心等高處，并使測試天線與大功率發射源主波束對準且極化匹配；測試天線接入頻譜分析儀；?

3）大功率發射源以頻率f定波束發射，通過測試天線測得拋物面天線的口徑場E(f)；?

4）將測試天線移走，使大功率發射源和拋物面天線主波束對準且極化匹配；拋物面天線的射頻輸出端接入頻譜分析儀；?

5）大功率發射源以頻率f定波束發射，測得拋物面天線的耦合電平V(f)；?

6）根據式Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf，計算出修正系數Q(f)，式中，G為拋物面天線增益，單位為dB；E(f)的單位為dBV/m，V(f)的單位為dBV，R為終端負載的阻抗，單位為Ω，對于頻譜分析儀等儀表，通常為50Ω，頻率f的單位為MHz，頻率f的單位為MHz。?

步驟6）中的公式的簡要推導如下：?

頻譜分析儀測得的耦合功率P為：?

而天線通過空間場耦合傳遞到負載的功率還可表示為：?

式中，q為修正系數，A_e為天線有效口徑，η為電磁波自由空間波阻抗，為377Ω，λ為電磁波波長。?

令上述兩個關系式相等，得到：?

用λ=c/f將波長轉換成頻率（c=3.0×10⁸m/s），通過對上式兩邊取10lg并將表達式用分貝表示，即得?

Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf。?

上述技術方案中，所述拋物面天線的耦合電平仿真值的計算方法為：首先，分別建立大功率發射源和拋物面天線的仿真模型；然后計算拋物面天線不存在時大功率發射源的口徑場；最后去掉大功率發射源，以上述口徑場作為等效源，導入拋物面天線的仿真模型，計算得到拋物面天線的耦合電平V_仿。?

本發明的有益效果在于：整個方法操作簡便、快速、準確；由于上述耦合電平仿真模型的修正系數是將拋物面天線自身損耗、天線與后端連接器等失配引起的損耗以及傳輸線的損耗，通過測試的方法獲得，所以該修正系數雖然是在主波束對準的情況下測得，但同樣適用?于非主波束對準情況下耦合電平仿真值的修正。?

附圖說明

圖1為本發明一個實施例中大功率發射源、拋物面天線和測試天線的相對位置示意圖；?