[發明專利]一種暗室球面陣緊縮場靜區特征譜分析方法

有效

• 申請號: 201711247327.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108009355B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 蘇楊;尹光;耿波
• 申請（專利權）人: 南京長峰航天電子科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種暗室球面陣緊縮場靜區特征譜分析方法，包括，根據頻段和緊縮場尺寸，設計饋源天線、反射面和球面陣模型；將設計的模型導入電磁建模軟件，提取出靜區場采樣點的電場分布；根據靜區場采樣點的電場分布，計算靜區場角譜分布；根據靜區場角譜分析繞射場分布。本發明由于電磁建模軟件可以直接生成靜區場數據，不需要考慮口徑面場分布和自由空間網絡響應函數，可以分析球面陣對緊縮場的影響。

技術領域

本發明涉及一種暗室球面陣緊縮場靜區特征譜分析方法，屬于緊縮場設計領域。

背景技術

在反射面緊縮場(緊縮場：在微波暗室中，在有限的空間內模擬遠場輻射、散射條件得到的電磁場)設計過程中,為了要獲得穩定的靜區場(靜區場：在微波暗室中，待分析目標所在的位置，需要具有電場相位、幅度穩定的特點)分布,需要對反射面形狀和照射場分布進行優化設計,但是,由于在靜區場存在多種繞射場成分,空間內會形成不均勻的駐波分布,在頻率改變時,空域場分布隨之改變。在進行緊縮場優化設計時，為了考察設計的優劣，常規方法為在多個頻點上比較靜區得駐波峰值或均方根的變化，并在全頻段進行綜合，工作量較大。并且由于這一類指標僅反映了多種繞射場成分并存的總場變化，沒有建立起與某一類繞射場的直接關系，因此不方便分析繞射場產生的機理。

目前，根據卷積法的口徑近場角譜分析方法可以用來分析緊縮場的繞射場特征，由于口徑近場或遠場可以表示為口徑場合空間網絡相應函數的卷積，因此可以導出口徑近場和遠場的角譜為口徑場角譜和網絡響應函數(將空間當作是濾波器，在空間任意一點放置一個沖擊脈沖，然后在空間任何其它一點接收得到的電場，沖擊脈沖和接收得到電場之間的函數，就是網絡響應函數)角譜的乘積，從而計算口徑近場和遠場的角譜。其中，首先根據口徑場分布求出口徑場角譜，再根據自由空間網絡響應函數求的其角譜，最后將口徑場角譜和自由空間網絡響應函數角譜相乘，得到最終結果。

但是該方法的產生口徑場的饋源，在實際工程中，為波紋天線或方形喇叭天線，受到其方向圖不理想的影響，口徑面(口徑面：反射面天線的口徑截面)所得到的電場分布與理想分布相差較遠，尤其是當緊縮場中出現了球面陣(球面陣：一個布置有多個天線的金屬球面，用來在微波暗室中模擬產生任意方向的平面波)等大型繞射場產生結構的情況時。因此，根據理想數學模型給出的口徑場與實際分布相差較遠。

其次，當緊縮場中存在球面陣等大型繞射場產生結構時，已無法求得一個具有完備數學表達式的空間網絡響應函數，因此傳統方法已無法給出空間網絡響應函數的特征角譜。因此，通過卷積法求得靜區場特征角譜分布的方法已不可行。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種暗室球面陣緊縮場靜區特征譜分析方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種暗室球面陣緊縮場靜區特征譜分析方法，包括，

根據頻段和緊縮場尺寸，設計饋源天線、反射面和球面陣模型；

將設計的模型導入電磁建模軟件，提取出靜區場采樣點的電場分布；

根據靜區場采樣點的電場分布，計算靜區場角譜分布；

根據靜區場角譜分析繞射場分布。

在CAD軟件中根據頻段和緊縮場尺寸，設計饋源天線、反射面和球面陣模型。

將模型導入FEKO，設置激勵類型，提取出靜區場采樣點的電場分布。

設置的激勵類型為波導激勵，采樣點間距小于1/3個工作波長。

FEKO導出.out文件，從該文件中提取出靜區場采樣點的電場分布。

使用FFT和IFFT計算靜區場角譜分布，公式為，