[發明專利]基于二階近似公式的反射面天線表面隨機誤差分析方法

有效

• 申請號: 201710981491.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107679336B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張樹新;張順吉;段寶巖;張逸群;李鵬;杜敬利;宋立偉;楊東武
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張超

本發明公開了一種基于二階近似公式的反射面天線表面隨機誤差分析方法，包括：輸入反射面天線幾何參數與電參數；輸入口徑面劃分環數；輸入表面隨機誤差均方根值；計算每環口徑內遠區輻射電場；計算環與環之間遠區輻射電場；計算理想遠區輻射功率；計算理想遠區輻射功率平方值；計算輻射功率平均值；計算輻射功率方差；計算輻射功率極值；判斷電性能是否滿足要求；輸出輻射功率方向圖；更新表面隨機誤差均方根值。本發明基于二階近似公式，從概率的角度獲得了反射面天線表面隨機誤差對電性能的影響，可指導反射面天線面板加工與制造。

技術領域

本發明屬于雷達天線技術領域，具體涉及雷達天線領域中的一種基于二階近似公式的反射面天線表面隨機誤差分析方法。

背景技術

反射面天線廣泛應用于射電天文、雷達、通新、探測等領域。反射面天線容易受到外載荷等引起的系統誤差與加工制造安裝引入的隨機誤差影響，導致天線電性能惡化。表面隨機誤差主要由面板加工制造過程引入，是影響天線電性能，尤其是副瓣性能的重要方面。因此，需要針對天線表面隨機誤差對電性能的影響展開研究，以指導天線面板加工制造。

Y.Rahmat-Samii在文獻“An efficient computational method forcharacterizing the effects of random surface errors on the average powerpattern of reflectors”(IEEE Trans.Antennas and Propagation,1983年第31卷第1期，92-98)公開了一種基于概率方法分析天線表面隨機誤差對電性能影響的分析方法。王猛、段寶巖、王偉等人在文獻“反射面天線表面誤差對平均功率方向圖的影響”(西安電子科技大學學報，2014年第41卷第6期188-194)中提出了一種表面隨機誤差與系統誤差同時存在下的平均功率方向圖計算方法。由于現有方法均是將表面誤差以相位誤差的形式引入到電性能計算中，導致在公式推導中的繁瑣與耗時，難以形成快速分析的目的。P.Rocca、N.Anselmi、A.Massa等人在文獻“Interval arithmetic for pattern toleranceanalysis of parabolic reflectors”(IEEE Trans.Antennas and Propagation，2014年第62卷第10期4952-4960)公開了一種基于區間分析的反射面表面隨機誤差分析方法，由于區間分析的弱依賴性與區間放大的缺陷，該方法無法準確獲得功率方向圖的上下限。因此，需要從概率的角度出發，準確分析表面隨機誤差對天線功率方向圖的影響。因此，本發明針對天線表面隨機誤差影響，將相位誤差以二階泰勒級數的形式進行表達，提出一種基于二階近似公式的隨機誤差分析方法，并以此指導反射面天線面板加工與制造。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種基于二階近似公式的反射面天線表面隨機誤差分析方法。該方法基于二階近似公式，考慮反射面面板結構形式，從概率的角度提出了一種基于二階近似公式的隨機誤差分析方法，并以此指導反射面天線面板加工與制造。

本發明的技術方案是：基于二階近似公式的反射面天線表面隨機誤差分析方法，包括如下步驟：

(1)輸入反射面天線幾何參數與電參數

輸入用戶提供的反射面天線幾何參數與電參數；其中幾何參數包括半徑、焦距；電參數包括工作波長、口徑場幅度分布函數、錐銷電平、口徑場形狀指數以及包括天線增益、波瓣寬度、副瓣電平、指向精度在內的電性能要求；

(2)輸入口徑面劃分環數

根據用戶提供的天線幾何參數，將反射面口徑面按照半徑方向等分為N段，其中N為輸入的口徑面劃分環數；

(3)輸入表面隨機誤差均方根值

根據反射面天線面板加工制造誤差，輸入天線表面隨機誤差均方根值；