[發(fā)明專利]一種電磁仿真中斜口面激勵源的生成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710533796.0
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN109214021A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣尋涯;王翔;姚佳;韓文達(dá);朱炳琪;張德生;趙英燕;許秀科
• 申請（專利權(quán)）人: 上海東峻信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海宏京知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31297
• 代理人: 趙霞

本發(fā)明公開了一種電磁仿真中斜口面激勵源的生成方法，先在全局坐標(biāo)系下建立口面，再在依附于口面的局部坐標(biāo)系下確定口面的電流密度分布，將口面在全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系下分別旋轉(zhuǎn)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣，通過旋轉(zhuǎn)矩陣確定全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系下的點(diǎn)集關(guān)聯(lián)，進(jìn)而確定口面的電流密度在全局坐標(biāo)系下的表達(dá)方式，最后利用網(wǎng)格對空間進(jìn)行離散處理來構(gòu)造斜面激勵源，該方法生成的斜面激勵源可以實(shí)現(xiàn)口面向任意方向出射，通過構(gòu)造斜面激勵源有效的解決了在電磁仿真領(lǐng)域中各種斜面出射的問題，免去了讓用戶自己構(gòu)造斜面激勵源的繁瑣過程，是天線罩仿真，飛機(jī)、艦船或車輛的電磁兼容問題以及微波暗室仿真的強(qiáng)有力工具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁場仿真領(lǐng)域，具體涉及一種電磁仿真中斜口面激勵源的生成方法。

背景技術(shù)

電磁場數(shù)值仿真計(jì)算是指采用數(shù)值計(jì)算方法在頻域或時域求解Maxwell方程及其他衍生方程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和電磁場計(jì)算方法的日趨成熟，電磁仿真具有越來越高的計(jì)算精度和運(yùn)算速度，在產(chǎn)品研發(fā)過程中可代替部分實(shí)驗(yàn)，尤其是危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)，因此被廣泛應(yīng)用于手機(jī)通訊、電磁兼容、醫(yī)療診斷或?qū)Ш降阮I(lǐng)域。在軍事方面，電磁仿真在雷達(dá)，天線罩，電磁對抗等領(lǐng)域也得到非常廣泛的應(yīng)用。電磁仿真現(xiàn)在已成為設(shè)備電磁特性分析與設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化必要手段，具有巨大的實(shí)用價(jià)值。

時域有限差分法（FDTD）是應(yīng)用非常廣泛的一種國際主流電磁算法。FDTD屬于時域算法，可一次計(jì)算多個頻點(diǎn)的寬頻問題，自然結(jié)合非線性諧波分析，自然結(jié)合導(dǎo)電體和電介質(zhì)分析。由于FDTD計(jì)算量隨網(wǎng)格增加是呈線性關(guān)系，單機(jī)即可解決10倍波長的大體系計(jì)算，同時FDTD具有天然的高并行效率，結(jié)合超算可處理超過1000倍波長體系的電磁計(jì)算，是最適合進(jìn)行電大體系仿真的電磁算法。

在實(shí)際電磁應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到天線陣口面傾斜放置的情況。例如在天線罩機(jī)掃情況下，雷達(dá)口面通過旋轉(zhuǎn)不同的角度來實(shí)現(xiàn)朝不同方位的掃描，這在仿真過程中就要求提供傾斜的激勵源口面以實(shí)現(xiàn)任意角度方向的出射。對于艦船雷達(dá)的整體仿真，由于艦船上雷達(dá)數(shù)量較多，且每個雷達(dá)的空間掃描范圍都不一樣，不同雷達(dá)之間呈一定角度放置，在仿真中這就需要提供多個斜面激勵源以不同的角度和位置傾斜放置。對于微波暗室仿真，需要仿真天線陣在不同放置情況下的輻射特性，也需要斜面激勵源；在電磁兼容領(lǐng)域，同樣存在各種傾斜的激勵源形式。目前FDTD軟件中傾斜激勵源還比較少，國外部分軟件僅提供外部導(dǎo)入的斜口面，使用起來非常不方便。因此，構(gòu)造一種FDTD下的斜口面激勵方式對于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的電磁仿真起著尤為關(guān)鍵的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電磁仿真中斜口面激勵源的生成方法，能夠通過構(gòu)造斜面激勵源有效的解決了在電磁仿真領(lǐng)域中各種斜面出射的問題，免去了讓用戶自己構(gòu)造斜面激勵源的繁瑣過程，是天線罩仿真，飛機(jī)、艦船或車輛的電磁兼容問題以及微波暗室仿真的強(qiáng)有力工具，用以解決現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)致的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種電磁仿真中斜口面激勵源的生成方法，其中，包括以下步驟：

步驟1：在電磁仿真軟件中建立全局坐標(biāo)系，在該全局坐標(biāo)系的中心位置建立預(yù)設(shè)形狀大小的口面；

步驟2：在所述全局坐標(biāo)系中的所述口面上創(chuàng)建局部坐標(biāo)系，在該局域坐標(biāo)系中設(shè)置該口面的電流密度分布表達(dá)方式；

步驟3：選取所述全局坐標(biāo)系中的任意一個坐標(biāo)軸作為第一旋轉(zhuǎn)軸，將所述口面繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，再選取所述局部坐標(biāo)系中的任意一個坐標(biāo)軸作為第二旋轉(zhuǎn)軸，然后將該口面繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)完成該口面旋轉(zhuǎn)，最后記錄在所述全局坐標(biāo)系和所述局部坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)角度；

步驟4：計(jì)算所述口面在所述旋轉(zhuǎn)角度下的關(guān)聯(lián)所述全局坐標(biāo)系和所述局部坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，并通過該旋轉(zhuǎn)矩陣計(jì)算出該口面上任意點(diǎn)在所述全局坐標(biāo)系下和所述局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系，再通過該旋轉(zhuǎn)矩陣計(jì)算出步驟2中電流密度分布對應(yīng)在所述全局坐標(biāo)系下的電流密度分布的表達(dá)方式；