[發明專利]天線、飛行器平臺及等離子體鞘套一體化仿真分析方法

有效

• 申請號: 202011136030.7
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112257261B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 黃鍇;陳曦;張錚
• 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;G06F111/10
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

1.天線、飛行器平臺及等離子體鞘套一體化仿真分析方法，其特征在于，通過采用修正復雜天線的等效電磁流，同時考慮飛行器平臺和等離子體鞘套對天線表面電流分布的影響，通過一體化仿真分析方法得到天線在飛行器平臺和等離子體鞘套兩者作用下的受擾輻射特性，包括以下步驟：

步驟100、基于等效電磁流ECM原理獲取復雜天線近場包圍面S上各個采樣點i(i＝1,2,…N)的等效電磁流；

步驟200、基于一致性幾何繞射理論，求得復雜天線近場包圍面S上各采樣點i經飛行器平臺反射、繞射后的電磁場，作為等離子體鞘套區的入射場；

步驟300、通過有源各向異性媒質中的譜域電磁場矩陣方程，推導等離子體鞘套區的入射場進入有源等離子體分層各向異性介質中的電磁響應，得到等離子體鞘套區的入射場經有源等離子體分層等效模型吸收、反射后的場值，作為飛行器平臺的入射場，經一致性幾何繞射理論射線尋跡求得反射、繞射作用到復雜天線近場包圍面S的采樣點j上的電磁場，得到由采樣點i經飛行器平臺、等離子體鞘套共同作用后，散射到采樣點j的電場值和磁場值：和疊加求和即得到采樣點j處的總散射場；

步驟400、根據等效原理，為維持復雜天線近場包圍面S內部為零場，需要在采樣點j處引入修正磁流源和修正電流源以滿足場穿越復雜天線近場包圍面S面的連續性：

步驟500、假設第k次迭代后在第j個采樣點產生的電磁流分別為電流源磁流源則第k+1次迭代后第j個采樣點上的磁流源電流源如下式所示：

其中，分別為第k次迭代后的電磁流在第j個電磁流子域處產生的散射電場、散射磁場；k從0開始；為復雜天線近場包圍面S的外法向單位矢；

步驟600、重復步驟500直到第l次迭代得到的電流源J_s(l)、磁流源M_s(l)和第l+1次迭代得到的電流源J_s(l+1)、磁流源M_s(l+1)滿足下式所示的閾值條件，則迭代終止：

及其中ε為迭代截止閥值，取10^-5；

步驟700、步驟600迭代結束之后，復雜天線近場包圍面S上的等效電磁流達到平衡，以此模擬天線、飛行器平臺、等離子體鞘套三者的相互作用，以平衡后的電磁流作為輻射源，計算天線經飛行器平臺、等離子體鞘套作用后，不同方位角處的遠區電場值與最大電場強度值的比值，得到歸一化天線受擾輻射方向圖f(θ,φ)，如下式所示：

式中，θ為天線俯仰角，φ為天線方位角。

2.根據權利要求1所述的天線、飛行器平臺及等離子體鞘套一體化仿真分析方法，其特征在于，步驟100具體包括以下步驟：

步驟110、單純考慮沒有飛行器平臺存在的情況下天線的實際激勵，使用低頻方法計算得到包圍天線的封閉面S上采樣點i處的近場復矢量，包括電場和磁場

步驟120、基于等效電磁流ECM原理，設包圍天線的封閉面S內為零場，保持包圍天線的封閉面S外的場為天線輻射場不變，認為飛行器平臺上加載的天線不存在，存在的源只有位于復雜天線近場包圍面S上的電磁流，得到復雜天線近場包圍面S的等效電磁流；引入初始電磁流包括初始電流源初始磁流源以滿足場穿越復雜天線近場包圍面S的連續性，如下式所示：

3.根據權利要求1所述的天線、飛行器平臺及等離子體鞘套一體化仿真分析方法，其特征在于，步驟200具體為：以步驟100得到的復雜天線近場包圍面S上各個采樣點i的等效電磁流作為入射場，通過一致性幾何繞射理論將入射場在射線坐標基下分解成與入射平面平行和垂直的兩個分量，進行射線尋跡求得復雜天線近場包圍面S各采樣點i經飛行器平臺反射、繞射后的電磁場，作為等離子體鞘套區的入射場。