[發(fā)明專利]天線波束照射下近場動態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110004613.2
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112816794A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)衛(wèi)莉;劉偉;左炎春;郭立新
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01S7/02
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于電磁仿真技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種天線波束照射下近場動態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法。選取合適的海譜生成動態(tài)海面模型，輸入海面初始參數(shù)，包括采樣點(diǎn)數(shù)、尺寸；設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)區(qū)、時(shí)間導(dǎo)入海譜模型，設(shè)置偽隨機(jī)過程白噪聲參量。輸入天線入射角及天線與海面的距離；導(dǎo)入天線方向圖，將天線方向圖文件導(dǎo)入到程序獲取天線方向圖中不同方向及位置的電磁場強(qiáng)度值；建立模型后，對天線波束照射下的海面電磁波強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)算求解，得出天線照射下的電磁波在動態(tài)海面分布情況。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)近場天線波束照射下動態(tài)海面的電磁波強(qiáng)度分布的可視化結(jié)果，為動態(tài)雷達(dá)照射下的海面研究奠定一定的基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天線波束照射下近場動態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布的可視化方法。

背景技術(shù)

近年來，由于通信技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，天線孔徑越來越大以及周圍的電磁環(huán)境復(fù)雜度的提高，加之人們對精確度和效率等方面要求的提高。遠(yuǎn)場測量系統(tǒng)逐漸被近場測量所取代。國內(nèi)許多單位已經(jīng)把傳統(tǒng)的遠(yuǎn)場測量升級為近場測量系統(tǒng)，遠(yuǎn)場測量主要被用作驗(yàn)證使用。雷達(dá)技術(shù)不斷進(jìn)步，其發(fā)射頻率也在不斷提高，特別是對于末端制導(dǎo)雷達(dá)來說，工作頻率通常都在較高的微波段和毫米波段，據(jù)悉國外最新研發(fā)的遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈的工作波段可能已達(dá)到毫米級。根據(jù)近遠(yuǎn)場的劃分標(biāo)準(zhǔn)，接收天線通常都會處于目標(biāo)的散射近場區(qū)域。

近場電磁散射的計(jì)算方法在早期主要是在遠(yuǎn)場的計(jì)算方法上加以修正使其適用于近場散射條件。最早美國學(xué)者采用多點(diǎn)目標(biāo)模型給出引信近場目標(biāo)散射特性。S.W.Lee團(tuán)隊(duì)和 DEMACO公司聯(lián)合開發(fā)了NcPTD，NcPTD是通過在天線與目標(biāo)距離不是足夠遠(yuǎn)的情況，對入射波進(jìn)行球面波近似，然后改進(jìn)物理繞射理論使其能夠計(jì)算近場電磁散射。C.LongYu等人研究了導(dǎo)彈導(dǎo)引頭波束照射下目標(biāo)散射特性。此外，諸多文獻(xiàn)中講述的發(fā)射天線方向圖很多是來自于理論的解析表達(dá)，這與實(shí)際應(yīng)用中的天線照射有著很大的區(qū)別。其次，許多文獻(xiàn)只是計(jì)算了電磁測量散射結(jié)果，并沒有做到實(shí)時(shí)可視化預(yù)估。不能直觀的觀察到天線波束照射到目標(biāo)后電磁波的強(qiáng)度分布。

綜上所述，近場電磁波照射海面的可視化研究較少，算出的絕大部分只是電磁散射數(shù)值結(jié)果。早期的天線方向圖來源于解析表達(dá)式，與實(shí)際情況相差較大，需考慮更為精準(zhǔn)的天線照射方向以及位置。針對導(dǎo)彈上引信和導(dǎo)引頭對于目標(biāo)探測與識別的需要。

通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：近場電磁波照射海面的可視化研究較少，算出的絕大部分只是電磁散射數(shù)值結(jié)果。早期的天線方向圖來源于解析表達(dá)式，與實(shí)際情況相差較大，需考慮更為精準(zhǔn)的天線照射方向以及位置。

解決以上問題及缺陷的難度為：選用PM海譜生成動態(tài)海面，并用實(shí)際喇叭天線的方向圖建立波束照射海面目標(biāo)模型圖，分析了天線和目標(biāo)之間距離以及天線方向圖對目標(biāo)近場照射特性，此外也分析了天線波束照射下目標(biāo)和海面的電磁波束的分布情況。

解決以上問題及缺陷的意義為：在近場條件下使得天線波束照射動態(tài)海面的電磁波強(qiáng)度分布可視化，同時(shí)為近場動態(tài)雷達(dá)照射海面的電磁散射研究提供一定的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種天線波束照射下近場動態(tài)海面電磁波強(qiáng)度分布可視化方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種天線波束照射下海面近場電磁波強(qiáng)度分布可視化方法，所述天線波束照射下海面近場電磁波強(qiáng)度分布可視化方法包括：

海面模型的生成，輸入海面初始參數(shù)，包括采樣點(diǎn)數(shù)，海面模型的尺寸；

設(shè)置風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)區(qū)、時(shí)間，導(dǎo)入海譜模型，設(shè)置偽隨機(jī)過程白噪聲參量，通過改變參量可以設(shè)置不同的海情；

輸入天線入射角及天線與海面的距離；

導(dǎo)入天線方向圖，將天線方向圖文件導(dǎo)入到程序后，獲取天線方向圖中不同方向及位置的電磁場強(qiáng)度值；