[發明專利]基于機電耦合的圓柱共形陣列天線結構公差快速確定方法

有效

• 申請號: 201610041249.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105718662B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 王從思;薛敏;康明魁;王艷;李鵬;李娜;杜敬利;黃進;毛靜;王志海;王璐;邱穎霞
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.基于機電耦合的圓柱共形陣列天線結構公差快速確定方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)確定圓柱共形陣列天線的結構參數和電磁工作參數；

(2)給出初始陣元周向位置公差，確定陣面內所有陣元的周向位置誤差隨機量；

(3)給出初始陣元軸向位置公差，確定陣面內所有陣元的軸向位置誤差隨機量；

(4)基于陣元的初始位置，結合每個陣元的周向、軸向位置誤差隨機量，確定存在誤差時陣元的新位置；

(5)根據存在誤差時陣元的新位置，建立陣元直角坐標系及陣元球坐標系；

(6)計算陣元直角坐標系下的陣元方向圖；

(7)計算陣列直角坐標系下的陣元方向圖；

(8)根據存在誤差時陣元的新位置的口面加權分布，確定陣元激勵幅度和相位；

(9)結合圓柱共形陣列天線相位參考點的位置和存在誤差時陣元的新位置，計算每個陣元在目標處的空間相位差；

(10)利用圓柱共形陣列天線機電耦合模型，計算存在周向、軸向位置誤差時圓柱共形陣列天線的方向圖；根據圓柱共形陣列天線的方向圖，計算天線電性能參數，并分析電性能相對圓柱共形陣列天線設計指標的惡化程度；

(11)根據天線設計要求，判斷該結構公差條件下的天線電性能是否滿足要求，如果滿足要求，則當前陣元的周向位置公差和軸向位置公差就是所快速確定的結構公差；否則，修改陣元周向、軸向位置公差，并重復步驟(2)至步驟(11)，直至滿足要求；

所述步驟(4)按如下過程進行：

(4a)設陣面內(m,n)個陣元的設計坐標為(x_mn,y_mn,z_mn)，陣元的局部外法線方向與x軸的夾角為γ_mn，其中，x_mn＝r·cosγ_mn，y_mn＝r·sinγ_mn，可知：

式中，r為圓柱半徑；

(4b)結合陣元的周向位置誤差Δd_mn和軸向位置誤差Δz_mn，周向弧長Δd_mn對應的圓心角為可知存在誤差時的陣元新位置(x’_mn,y’_mn,z’_mn)：

2.根據權利要求1所述的基于機電耦合的圓柱共形陣列天線結構公差快速確定方法，其特征在于，所述步驟(1)按如下過程進行：

(1a)確定圓柱共形陣列天線的圓柱半徑r，陣面內陣元的周向行數M、軸向列數N、相鄰陣元在周向的圓心角γ和軸向的間距d_z，以及陣元的結構參數、工作頻率f；

(1b)將陣面內陣元按照周向行、軸向列的順序編號為(m,n)，其中m為1～M之間的整數，代表圓柱共形陣列天線第M行陣元的編號，n為1～N之間的整數，代表圓柱共形陣列天線第N列陣元的編號。

3.根據權利要求1所述的基于機電耦合的圓柱共形陣列天線結構公差快速確定方法，其特征在于，所述步驟(2)按如下過程進行：

(2a)陣面內陣元周向位置分布著一個均值為0，標準差為σ_d的正態分布隨機誤差，給出初始的陣元周向位置公差，即σ_d為λ/16，λ為工作波長；

(2b)根據初始的陣元周向位置公差，利用MATLAB隨機生成一組均值為0、標準差為λ/16的陣元周向位置誤差隨機量Δd_mn；

所述步驟(3)中：

(3a)陣面內陣元軸向位置分布著一個均值為0，標準差為σ_z的正態分布隨機誤差，給出初始的陣元軸向位置公差，即σ_z為λ/4；

(3b)根據初始的陣元軸向位置公差，利用MATLAB生成隨機一組均值為0，標準差為λ/4的陣元軸向位置誤差隨機量Δz_mn。