[發明專利]陣列天線二次諧波干擾場建模計算方法

有效

• 申請號: 201210306691.9
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102831270A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 溫定娥;吳楠;謝大剛;王春;黃明亮
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 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

技術領域

本發明專利屬于電磁兼容領域，涉及一種對陣列天線二次諧波輻射場進行建模計算的方法。?

背景技術

隨著單片微波集成電路的日趨成熟，寬帶有源陣列天線廣泛應用于星載及其它平臺。放大器是有源陣列天線的關鍵部件，其位于天線輻射單元后面，工作于主頻時由于非線性產生不需要的諧波，通過天線單元輻射出去，對平臺上共場地布置的其它天線和設備產生二次、三次及以上諧波干擾。?

各種干擾形式包括同頻干擾、諧波干擾、旁瓣干擾使被干擾設備性能降低甚至燒毀。為了獲得被干擾設備接收端的耦合電平，首先必須獲得陣列天線在被干擾設備處的干擾場。陣列天線的諧波方向圖、波束寬度與陣列主頻或基波發射時均不同。本發明提供的陣列天線二次諧波干擾場建模計算方法通過準確獲得陣列天線二次諧波發射時被干擾設備處干擾場，可以進一步獲得被干擾設備接收端的耦合電平，為抑制和分析諧波干擾，提高敏感設備抗干擾性能提供了支持。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于對電壓源形式饋電的陣列天線的二次諧波輻射場進行建模計算的方法。?

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種對陣列天線二次諧波輻射場進行建模計算的方法，包括以下步驟：?

1)對陣列天線的每個陣元采用電壓源饋電；

2)對每個陣元的激勵振幅和相位進行設置；

3）根據放大器非線性響應特性，計算陣列天線二次諧波發射時每個陣元的激勵振幅和相位；

具體而言，根據放大器非線性響應特性，若輸入電壓Ｖ_in＝Ｖ₀cos(ωt-φ)，其中?表示電壓振幅，ω=，φ為相位，經過放大器后二次諧波輸出電壓為：

Ｖ_out～Ｖ₀²cos(2(ωt-φ))?????????????

因此計算陣列天線二次諧波發射（頻率為2f）時，設置每個陣元激勵電壓的振幅為Ｖ₀²，每個陣元的激勵相位為：???；?其中Ｖ₀為陣列天線以頻率f主頻發射時激勵電壓的振幅，為每個陣元的相位；??????????????????

4）對陣元利用三角形面元進行剖分，對饋線采用線段進行剖分，獲得陣元表面和饋線的幾何信息；

在上述電壓源激勵下，陣元表面和饋線表面均產生感應電流，陣列天線諧波輻射場即是由所有感應電流產生的輻射場，為了求解感應電流，需要獲得陣元表面和饋線的幾何信息；可將陣元表面利用三角形進行剖分，對饋線采用線段進行剖分。

5）根據陣列天線二次諧波發射時每個陣元的激勵振幅和相位以及陣元表面和饋線的幾何信息，計算陣元和饋線表面的感應電流；?

利用定義在三角形上的面電流基函數(已知)和定義在線段上的線電流基函數(已知)表示陣元和饋線上的感應電流，即饋線表面的感應電流，所有陣元表面感應電流；則總的感應電流為，N為所有三角形公共邊的數目，M為所有線段上的中間節點數目，I_n和I_m為未知電流系數；

電壓源產生的激勵場與感應電流之間的關系式為：

??????????（3）??

為了求解上述積分方程，將其離散為下面的矩陣方程：

?????　???????????????（2）

上式中表示所有線電流之間的相互作用矩陣；表所有線電流對所有面電流的作用矩陣；表示所有面電流對所有線電流的作用矩陣；表示面電流之間的相互作用矩陣。這些矩陣的元素由已知幾何坐標信息和已知電流基函數確定。為步驟3）中計算所得的所有陣元的激勵電壓構成的列矩陣。I_w為由所有未知線電流系數I_m構成的列矩陣，I_S為由所有未知面電流系數I_n構成的列矩陣。

?求解式（2）即得到所有未知電流系數，則饋線表面的感應電流，所有陣元表面感應電流，代入式（3）的右邊項計算所有陣元的輻射場。?

本發明從為每個陣元提供輸入的放大器的非線性響應輸出與輸入的關系獲得每個陣元不同的激勵振幅和相位，基于此對每個陣元的饋電振幅和相位進行設置，實現對陣列天線二次諧波干擾場的計算分析，每個陣元饋電電壓的幅度和相位也可以通過測試得到。?

其有益效果在于：?

1.適用于任意電壓源形式饋電的陣列天線的二次諧波干擾場計算；?