[發明專利]一種不可展曲面FSS陣列結構排布方法

有效

• 申請號: 201910339158.4
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110083931B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 陳志新;王瑞;王秀芝;黃興軍
• 申請（專利權）人: 北京機電工程研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙曉宇

本發明提供了一種不可展曲面FSS陣列結構排布方法，包括如下步驟：利用平面A與排布曲面S相交，獲得相交曲線，即截面引導線L；在截面引導線L上，從FSS陣列結構排布起點Pa向終點Pb方向，以弧長間隔d沿截面引導線L生成截面陣列C1～Cn；將截面陣列C1～Cn與排布曲面S的交線作為單元引導線L1～Ln；在每一條單元引導線Li上，i＝1～n，從起始位置點Pi0沿單元引導線向兩側以弧長間隔d生成m個FSS單元排布位置點Pi1～Pim；根據FSS單元參數，在單元排布位置點建模生成FSS單元模型。本發明方法規范標準、排布精度高，可滿足各類可展及不可展曲面FSS陣列結構排布，并可為曲面FSS電磁仿真及數字化加工等提供準確輸入。

技術領域

本發明屬于FSS天線罩及其建模與數字化加工技術領域，具體涉及一種不可展曲面FSS陣列結構排布方法。

背景技術

頻率選擇表面(Frequency Selective Surfaces，FSS)是指周期性排布的金屬單元結構，或金屬表面周期性孔隙單元結構，可對空間中的電磁波進行調控實現帶通或帶阻特性。其廣泛應用于通信系統和雷達系統，尤其是在不可展曲面排布FSS結構有著很重要的研究意義和實用價值。

進行不可展曲面FSS結構電磁仿真或數字化加工等，需要準確的三維輸入模型，但由于復雜曲面的不可展特性，很難通過平鋪或簡單的彎曲等形式將平面FSS結構排布到曲面上。目前的FSS電磁特性理論一般是以平面作為研究對象，不可展曲面FSS排布的實質上就是建立平面FSS單元與待建模曲面之間的映射關系，再在此基礎上利用合理的陣列關系將其排布到整個曲面上。

現有的曲面FSS排布方法中，一般是通過將不可展曲面劃分為若干個近似可展的曲面，然后通過投影方式將平面FSS投影到每個近似可展的曲面上。該方法會導致曲面FSS結構接縫較多，影響整體結構電連續性。另外，專利“一種曲面工件表面陣列微結構圖形布局方法”中，提到在曲面上以某中心向點向外擴展的方式劃分等邊三角形以確定單元位置，該排布方法與曲面曲率直接相關，使得結果具有一定隨機性。

發明內容

本發明針對現有不可展曲面FSS排布技術的局限性，提供一種不可展曲面FSS陣列結構排布方法，該方法規范標準、排布精度高，可快速準確的完成各類曲面FSS陣列結構排布，并可為其電磁仿真及數字化加工等提供準確輸入，具體技術方案如下：

一種不可展曲面FSS陣列結構排布方法，包括如下步驟：

(1)利用平面A與排布曲面S相交，獲得相交曲線，即截面引導線L；

(2)在截面引導線L上，從FSS陣列結構排布起點Pa向終點Pb方向，以弧長間隔d沿截面引導線L生成截面陣列C1～Cn，所述的截面陣列C1～Cn彼此平行、且與平面A及排布曲面S相交，弧長間隔d為FSS陣列周期間距；

(3)將截面陣列C1～Cn與排布曲面S的交線作為單元引導線L1～Ln；

(4)在每一條單元引導線Li上，i＝1～n，從起始位置點Pi0沿單元引導線向兩側以弧長間隔d生成m個FSS單元排布位置點Pi1～Pim。

(5)根據FSS單元參數，在單元排布位置點建模生成FSS單元模型。FSS單元幾何中心點與單元排布位置點重合，FSS單元法線與所在FSS單元排布位置點的排布曲面S法向重合，過FSS單元幾何中心點的FSS單元圖形基準線與所在單元排布位置點的單元引導線L1～Ln切向重合。

所述的FSS陣列周期間距d相對于排布曲面S的曲率半徑R足夠小，一般R2d。

步驟(2)中單元引導線L1～Ln與截面引導線L的交點作為FSS單元排布起始位置點P10～Pn0。

為滿足FSS單元不同的拓撲關系，步驟(2)中所述截面陣列C1～Cn與平面A夾角為90°或45°。

本發明的有益效果：