[發明專利]基于近場數據的天線隔離度預測方法、存儲介質和裝置

有效

• 申請號: 202110432497.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113111526B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 李堯堯;蔡少雄;胡蓉;曹成;蘇東林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

本發明公開了一種基于收發天線近場測試數據的天線隔離度預測方法、存儲介質和裝置，方法包括：計算從平臺上發射天線位置點Tx至接收天線位置點Rx繞幾何表面的最短路徑即短程線，并根據所述最短路徑線提取Tx處的射線入射方向從近場測試數據中提取出包裹發射天線口徑盒子的離散網格文件，并提取每個網格節點上的電場與磁場；將近場測試數據轉換為Tx在方向上的垂直極化增益和水平極化增益計算收發極化失配xpol和空間路徑損耗L；得到天線隔離度C。本發明基于UTD計算收發天線近場測試數據的天線隔離度，利用電磁兼容領域的特型，考慮到收、發位置上射線方向對天線增益和極化隔離的影響情況，從而使得隔離度預測更加準確。

技術領域

本發明涉及計算電磁學，特別涉及一種基于收發天線近場測試數據的天線隔離度預測方法、存儲介質和裝置。

背景技術

一致性幾何繞射理論(UTD)以其計算頻段高、占用資源低、精度高而被廣泛應用到電大尺寸目標的電磁計算中，因該方法較依賴于目標的解析表達，而實際工程中目標難以解析表達，這使得UTD方法的應用受到了較大限制，UTD方法以各種類型的射線為基礎，因此研究任意曲面上的射線尋跡方法具有重要的意義。

現有技術的UTD利用近場測試數據計算電大平臺天線間隔離具有以下問題：(1)傳統UTD法沒有考慮收、發天線的增益；(2)傳統UTD法沒有考慮收、發天線在空間的極化隔離效應；(3)傳統UTD法沒有考慮收、發位置上射線方向對天線增益和極化隔離的影響情況；(4)傳統UTD法無法使用近場測試數據對天線增益進行計算。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種適用于電磁兼容領域中的基于收發天線近場測試數據的天線隔離度預測方法、存儲介質和裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的第一方面，提供一種基于收發天線近場測試數據的天線隔離度預測方法，包括：

加載平臺模型；

計算從平臺上發射天線位置點Tx至接收天線位置點Rx繞幾何表面的最短路徑即短程線，并根據所述最短路徑線提取Tx處的射線入射方向和Rx處的射線出射方向且提取所述短程線的長度trip；

從近場測試數據中提取出包裹發射天線口徑盒子的離散網格文件和接收天線口徑盒子的離散網格文件，并提取每個網格節點上的電場與磁場；

將近場測試數據轉換為Tx在方向上的垂直極化增益和水平極化增益以及Rx在方向上的垂直極化增益和水平極化增益

利用垂直極化增益水平極化增益垂直極化增益和水平極化增益計算Tx與Rx的收發極化失配xpol、和Tx與Rx經過短程線導致的空間路徑損耗L；

利用收發極化失配xpol和空間路徑損耗L得到天線隔離度C。

進一步地，所述加載平臺模型包括：

從nastran格式的平臺面元文件中提取CAD網格模型的點列表和點連接列表。

進一步地，所述將近場測試數據轉換為Tx在方向上的垂直極化增益和水平極化增益采用近遠場外推的方式，具體包括：

由和得到由通過坐標變換得到球坐標系坐標值為方位角，為傾斜角；將代入到計算公式得到沿方向上的水平極化電磁波遠場和沿方向上的垂直極化電磁波遠場計算公式為：

式中，R表示遠場觀察半徑，k表示自由空間波速，n表示近場網格面元法向矢量，E表示S′面元上的電場，表示水平極化遠場，H表示S′面元上的磁場，為發射天線垂直極化的單位方向矢量，為發射天線水平極化的單位方向矢量，發射天線徑向單位矢量，S′為天線口徑盒子所包裹的區域表面，r′為S′上任何一點矢量；