[發(fā)明專利]有源夾層微帶天線結(jié)構(gòu)與電磁綜合的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法及天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310127319.6
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN103353904A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周金柱;黃進;段寶巖;宋立偉;王從思;李鵬;章丹;郭東來
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種有源夾層微帶天線結(jié)構(gòu)與電磁綜合的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法，其特征在于，該有源夾層微帶天線結(jié)構(gòu)與電磁綜合的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法包括以下步驟：

第一步，根據(jù)給定的電性能指標，確定夾層微帶天線中的射頻功能層材料、幾何尺寸和陣面輻射單元布局；

第二步，根據(jù)上述射頻功能層的幾何尺寸，確定上下面板和蜂窩的幾何尺寸；

第三步，通過力學(xué)分析獲得天線結(jié)構(gòu)的陣面變形數(shù)據(jù)、最大應(yīng)力σ_max和最大變形量v_max數(shù)據(jù)；

第四步，預(yù)處理陣面變形數(shù)據(jù)，獲得服役載荷導(dǎo)致的各輻射單元位置誤差Δx_ij(β,F)、Δy_ij(β,F)和Δz_ij(β,F)，它們是結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)β和服役載荷大小F的函數(shù)；

第五步，根據(jù)上述各輻射單元位置誤差，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動的耦合模型計算考慮陣面單元位置誤差和夾層輻射單元共同影響下的天線陣電性能；

第六步，計算考慮面板和蜂窩對夾層微帶天線增益的影響；

第七步，根據(jù)第五步計算得到的夾層微帶天線陣電場遠場數(shù)據(jù)E_A(θ,φ)，構(gòu)建夾層微帶天線結(jié)構(gòu)和電磁綜合優(yōu)化模型以確定結(jié)構(gòu)設(shè)計變量和微帶輻射單元的激勵電流幅度和相位；

第八步，利用優(yōu)化算法求解綜合優(yōu)化模型，判斷結(jié)果是否收斂，如果沒有，把求解得到的結(jié)果更新到設(shè)計變量初始值，并返回到第三步，重新開始下一次的求解，否則，其結(jié)果為滿足力電性能的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和激勵電流；

第九步，根據(jù)上述得到的天線電場遠場數(shù)據(jù)E_A(θ,φ)，確定副瓣電平和波束指向電性能指標，并計算夾層微帶天線的增益；

第十步，根據(jù)上述綜合得到的輻射單元激勵電流幅度和相位，利用HFSS軟件設(shè)計有源夾層微帶天線中的饋電網(wǎng)絡(luò)，最后，利用一體化成型工藝制造該天線。

2.如權(quán)利要求1所述的有源夾層微帶天線結(jié)構(gòu)與電磁綜合的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法，其特征在于，根據(jù)給定的電性能指標，確定夾層微帶天線的射頻功能層材料、幾何尺寸和陣面輻射單元布局方法為：

根據(jù)電性能設(shè)計指標如增益、副瓣、中心頻率、波束寬度和波束寬度，首先利用現(xiàn)有天線理論確定微帶輻射單元的形狀、個數(shù)和陣列布局以及微帶天線陣列的幾何尺寸如長度L_m、寬度W_m；為了降低制造難度，指定射頻功能層的長度和寬度與微帶天線陣列一樣；射頻功能層中高度H_m由微帶天線介質(zhì)板、集成T/R組件的饋電網(wǎng)絡(luò)電路、信號控制與處理電路的厚度來決定；射頻功能層的材料選擇聚四氟乙烯和低溫共燒陶瓷，把微帶輻射單元陣列刻蝕在介質(zhì)板上，實現(xiàn)需要的電性能。

3.如權(quán)利要求1所述的有源夾層微帶天線結(jié)構(gòu)與電磁綜合的數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計方法，其特征在于，根據(jù)射頻功能層的幾何尺寸，確定上下面板和蜂窩的幾何尺寸方法為：

上下面板和蜂窩的幾何尺寸通常由武器平臺的安裝空間來決定；選擇上、下面板層和蜂窩層與射頻功能層的長度L_m和寬度W_m相同。