专利名称：基于远场的天线罩电性能预测方法
技术领域：
本发明属于雷达天线技术领域，具体是一种基于远场的天线罩电性能预测方法， 用来对工作频率GHz与天线口径m之积大于100的电大尺寸带罩天线系统的电性能进行预测。
背景技术：
天线罩是保护天线免受自然环境影响的外壳，是由天然或人造电介质材料制成的覆盖物，或是由桁架支撑的电介质壳体构成的特殊形状的电磁明窗。设计优良的天线罩，除了具有保护性、传导性、可靠性、隐蔽性和装饰性等功能外，从经济效益考虑，还可以延长整个系统各部分的使用寿命、降低寿命成本和操作成本、简化设计、降低维修成本、保证天线表面和位置的精确度、给天线操作人员创造良好的工作环境。但是天线罩也会对理想天线的电磁辐射产生影响，使理想的天线电性能有所降低。天线罩设计是结构设计与电性能设计结合的复杂设计。随着我国航空、气象及军事技术的进步和军事形势的发展，进行远程精密跟踪测量雷达等高精度雷达和高增益天线的研究与制造已成为紧迫的任务。这些天线系统口径可达到几十米，工作频段可达到C、x甚至Ka等高频段。而特殊地理位置的自然环境对设备的影响较大，配备天线罩成为这些雷达、天线必不可少的要求，因此对电大尺寸天线罩的需求变得越来越迫切。戎华在2010年的论文《关于天线罩电性能数值建模与仿真问题的探讨》中采用了基于近场的平面波谱——表面积分法来预测天线罩电性能，该方法首先利用对辐射天线的积分确定入射于天线罩内表面上的近场，其次计算透过天线罩壁的外表面上的透射场，最后根据由沿罩外表面上的切线场分布，对天线罩外表面积分求得天线、天线罩综合体的远区辐射方向图。该方法的不足是对于电大尺寸带罩天线由于其计算量过大，在实际应用中往往无法在要求的时间内得到结果，有时甚至现有设备根本无法计算。张翼周在2004年的论文《对天线罩影响天线辐射性能的分析》中，利用复射线理论对天线、天线罩系统进行一体化分析，该方法首先利用复源点场对自由空间天线方向图的和、差波瓣进行模拟，然后利用复射线近轴近似法和集合射线法逐个计算每一个复源点经过天线罩折射、反射后的场，最后通过各复源点模拟场进行加权迭加，从而得出天线及天线罩的和、差方向图。应用该方法进行实际计算时，需要建立天线罩的具体模型，文中建立了一个光滑分层的天线罩模型来进行计算。由于该模型中没有考虑天线罩分块、搭边以及天线罩上的螺栓，因而使用该方法得到的计算结果是不准确的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于远场的天线罩电性能预测方法，以减小计算时间，提高电性能预测精度。为实现上述目的，本发明包括如下两种技术方案
技术方案I :本发明基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于利用商用电磁分析软件按如下步骤进行预测(I)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的几何模型，按五分之一波长对天线模型划分网格；(2)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的馈源几何模型，以该馈源模型作为激励，在馈源的激励下，天线向空间辐射电磁波；(3)将天线辐射电磁波的能力用方向图来表征，使用物理光学法求解天线的二维远场场值，绘制方向图并提取天线的电性能指标；(4)在步骤(I)中所建天线模型的基础上，根据天线罩的结构参数，再建立天线罩上的螺栓几何模型，按五分之一波长对该螺栓几何模型进行网格划分；(5)根据步骤(3)中求得的二维方向图，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，使用物理光学法求解该天线的三维远场场值，绘制方向图，并将计算结果输出为一个文件；(6)根据天线罩的结构参数，建立天线罩几何模型，按二倍波长对该天线罩几何模型进行网格划分；(7)以步骤(5)中求得的天线三维远场场值作为激励，使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，绘制方向图并提取带罩天线的电性能指标；(8)对比步骤(3)和步骤(7)中得到的天线二维远场方向图和电性能指标，分别求出天线加罩后的电性能变化值，即增益损失值、副瓣电平升高值和主瓣宽度变化值；(9)根据天线设计的电性能要求，判断天线加罩后的电性能变化值是否满足预设要求，如果满足，则输出天线加罩前后的二维远场方向图、天线加罩后的电性能变化值和天线罩的结构参数；否则，修改天线罩的结构参数，并重复步骤(4)到步骤(9)，直至结果满足要求。步骤(I)所述的建立天线的几何模型，是根据天线口径D和焦距f，在商用电磁分析软件中建立一个抛物面，抛物面顶点取在坐标系原点处，天线口径面与z轴垂直。步骤(2)所述的建立天线的馈源几何模型，是建立长为二分之一波长的线段，该线段与天线口径面平行，中点在天线焦点，在中点处将该线段断开。步骤(3)所述的使用物理光学法求解天线的二维远场场值，按如下步骤进行(3a)馈源向外辐射电磁波，该电磁波会在天线表面感应出面电流，根据馈源的形式计算出馈源的远场场值；(3b)根据馈源的远场场值，计算出天线表面上的面电流分布，该面电流分布向空间辐射电磁波；(3c)根据天线表面上的面电流分布，积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。步骤(4)所述的，建立天线罩的螺栓几何模型，按如下步骤进行(4a)用长方体模拟螺栓，即取长方体高度为螺栓高度，取长方体长、宽为螺栓底面直径，长方体轴线指向抛物面顶点；(4b)将螺栓分布在天线罩模型所在的球面上，并按天线罩上螺栓的实际位置确定螺栓的坐标。步骤(5)所述的，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，按如下步骤进行(5a)从步骤(3)中求得的天线二维远场方向图中，得到天线方向图的能量分布和主瓣宽度，该能量分布是指在归一化方向图中任一角度范围内的最小增益值；(5b)根据天线二维远场方向图的能量分布确定天线三维远场方向图垂直圆周方向的计算区域，根据需要的最小增益值，取相应的角度范围为垂直圆周方向的计算区域；(5c)取-90° 90°为天线三维远场方向图水平圆周方向的计算区域；(5d)取天线二维远场方向图主瓣宽度的十二分之一作为天线三维远场方向图垂直圆周方向的离散精度；(5e)取0. 5°为天线三维远场方向图水平圆周方向的离散精度。步骤(6)所述的建立天线罩几何模型，按如下步骤进行(6a)根据天线罩的结构参数，分层建立出光滑的天线罩，为避免不同材料之间发生干涉，层与层之间留出微米量级的间隙；(6b)按照天线罩的分块形式，在分块处对所建光滑天线罩进行分割，得到分块以及分块之间的搭边，此时得到的搭边结构形式与分块一样；(6c)按照搭边的分层数和各层的厚度，删除多余的分层，并设置保留下来的各层的厚度。步骤(7)所述的使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，按如下步骤进行(7a)计算天线罩内的天线场分布；(7b)根据天线罩的结构形式，计算天线罩的透射系数、反射系数；(7c)计算透过天线罩后天线的场分布，并积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。技术方案2 本发明基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于利用商用电磁分析软件按如下步骤进行预测I)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的几何模型，按五分之一波长对天线模型划分网格；2)将已知的馈源远场场值保存为一个文件，并导入到所建天线几何模型中作为激励，在馈源的激励下，天线向空间辐射电磁波；3)将天线辐射电磁波的能力用方向图来表征，使用物理光学法求解天线的二维远场场值，绘制方向图并提取天线的电性能指标；4)在步骤I)中所建天线模型的基础上，根据天线罩的结构参数，再建立天线罩上的螺栓几何模型，按五分之一波长对该螺栓几何模型进行网格划分；5)根据步骤3)中求得的二维方向图，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，使用物理光学法求解该天线的三维远场场值，绘制方向图，并将计算结果输出为一个文件；6)根据天线罩的结构参数，建立天线罩几何模型，按二倍波长对该天线罩几何模型进行网格划分；7)以步骤5)中求得的天线三维远场场值作为激励，使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，绘制方向图并提取带罩天线的电性能指标；8)对比步骤3)和步骤7)中得到的天线二维远场方向图和电性能指标，分别求出天线加罩后的电性能变化值，即增益损失值、副瓣电平升高值和主瓣宽度变化值；9)根据天线设计的电性能要求，判断天线加罩后的电性能变化值是否满足预设要求，如果满足，则输出天线加罩前后的二维远场方向图、天线加罩后的电性能变化值和天线罩的结构参数；否则，修改天线罩的结构参数，并重复步骤4)到步骤9)，直至结果满足要求。本发明与现有技术相比，具有如下优点(I)本发明由于使用远场方向图来预测天线罩的电性能，并且求解天线二维远场场值、天线三维远场场值时采用了物理光学法，求解加罩后天线的二维远场场值时采用了几何光学法，此外根据天线二维远场方向图的能量分布和主瓣宽度确定了天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，因而在保证结果精度的基础上，大大减小了计算量；(2)本发明由于在求解天线三维远场场值时，考虑了螺栓散射的影响，并且在建立天线罩的几何模型时分别建立了分块、搭边，预测天线罩电性能的精度更高。
图I是本发明基于远场的天线罩电性能预测方法流程图2是本发明确定天线三维远场方向图的计算区域和离散精度的子流程图3是本发明天线罩建模子流程图4是A夹层天线罩截面结构示意图5是C夹层天线罩截面结构示意图6是天线罩搭边结构示意图7是天线罩上的螺栓模型示意图8是天线罩模型示意图9是天线二维远场方向图10是天线三维远场方向图11是加罩后的天线二维远场方向图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明作进一步详细描述。
实施例I :
参照图1，本发明的实现步骤如下
步骤一，建立抛物面天线的几何模型。
获取天线口径D、焦距f，在商用电磁分析软件中建立一个抛物面，抛物面顶点取
在坐标系原点处,天线口径面与z轴垂直；建模完成后,获取天线工作频率freq、光速C，根据公式Α = $计算波长λ，然后对抛物面划分网格，网格边长设置为|。
步骤二，建立馈源的几何模型，以此作为天线的激励。本实例中通过建立馈源的几何模型来实现给天线加入激励，该馈源的建立是先构造长为二分之一波长，中点位于天线焦点处，且与天线口径面平行的线段，然后在中点处将该线段断开，即得偶极子馈源模型；在馈源的激励下，天线向空间辐射电磁波。本发明的馈源并不仅限于此种偶极子馈源，还可使用喇叭馈源。步骤三，确定天线二维远场方向图的计算区域和离散精度。将天线辐射电磁波的能力用方向图来表征，为了得到方向图能量分布的完整信
息，垂直圆周方向的计算区域取为-180° 180° ,垂直圆周方向的离散精度取为5.83.。步骤四，确定计算区域和离散精度后，使用物理光学法按如下步骤计算天线的二维远场场值，并绘制方向图。(4a)馈源向外辐射电磁波，该电磁波会在天线表面感应出面电流，根据馈源的形式计算出馈源的远场场值；(4b)根据馈源的远场场值，计算出天线表面上的面电流分布，该面电流分布向空间辐射电磁波；(4c)根据天线表面上的面电流分布，积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。根据得到的二维远场场值，绘制方向图，并提取出电性能指标，即增益值、副瓣电平值和主瓣宽度值。步骤五，建立天线罩上的螺栓模型。(5a)用长方体模拟螺栓，即取长方体高度为螺栓高度，取长方体长、宽为螺栓底面直径，长方体轴线指向抛物面顶点；(5b)将螺栓分布在天线罩模型所在的球面上，并按天线罩上螺栓的实际位置确定螺栓的坐标，完成对天线罩的螺栓建模。螺栓建模完成后，对螺栓划分网格，因为要用物理光学法分析螺栓的影响，而物理光学法对网格精度要求较高，故将网格边长设置为|，由于螺栓会对天线辐射的电磁波产生散射，进而影响天线的远场方向图。步骤六，计算在螺栓散射影响下的天线三维远场场值，并绘制方向图。参照图2，本步骤的具体实现如下(6a)分析从步骤三中求得的天线二维方向图，得到天线方向图的能量分布和主瓣宽度，该能量分布是指在归一化方向图中任一角度范围内的最小增益值，该主瓣宽度指归一化增益下_3dB对应的波瓣宽度；(6b)根据天线方向图的能量分布来确定垂直圆周方向的计算区域，将方向图中能量很小的部分忽略，在减小三维方向图计算区域的同时，对计算结果的影响也较小，根据需要的最小增益值，取相应的角度范围为垂直圆周方向的计算区域；经验表明截取_50dB以上的三维远场方向图即可满足计算要求，根据天线二维远场方向图找出与之对应的角度， 如为30°，则取垂直圆周方向的计算区域为-30° 30° ;(6c)因为要计算整个水平圆周方向的方向图，水平圆周方向计算区域取为-90° 90°，此时的计算区域为一个截球面；
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(6d)根据天线方向图的主瓣宽度来确定垂直圆周方向的离散精度,主瓣宽度从天线二维远场方向图中得出，要使主瓣宽度内包含12个离散点，故取天线二维远场方向图主瓣宽度的十二分之一作为天线三维远场方向图垂直圆周方向的离散精度；(6e)根据三维远场方向图基本上是一个圆对称的形式，沿垂直圆周方向有许多波瓣，但是在水平圆周方向则远没有这么多波瓣的特点，取天线三维远场方向图水平圆周方向的离散精度为0.5°即可满足需要。在确定垂直圆周方向、水平圆周方向的计算区域和离散精度后，使用物理光学法计算天线的三维远场场值，绘制方向图，并将计算结果保存为一个文件。步骤七，建立天线罩模型。对于常用的介质夹层天线罩，需要分别建立出天线罩各层的模型，而且为了更好的反映实际问题，天线罩需要分块，这些都应在建模中表现出来。参照图3，本步骤的具体实现如下(7a)建立各层光滑罩根据各层罩子的内、外曲面形状及大小，依次建立出天线罩的各层，天线罩夹层形式有多种，常用的A夹层、C夹层形式分别如图4、图5所示，相邻层的材料属性是不同的，为避免发生干涉，层与层之间应有一个微米量级的间隙；(7b)分割光滑罩得到分块和搭边根据天线罩的分块形式，对光滑罩进行分割，得到分块以及分块之间的搭边，此时得到的搭边结构形式与分块一样；(7c)处理搭边部分按照搭边的分层数和各层的厚度，删除多余的分层，并设置保留下来的各层的厚度；天线罩建模完成后，对天线罩划分网格，因为要用几何光学法分析天线罩的影响， 而几何光学法对网格精度要求较低，故将网格边长设置为2入。步骤八，计算加罩后天线的二维远场场值，并绘制方向图。求解二维远场场值时要先确定垂直圆周方向的计算区域和离散精度，有时只要求得到主瓣和近副瓣区域，有时还要求得到远副瓣区域，根据需要，首先利用步骤三中求得的天线二维方向图来确定计算区域；再利用步骤三中求得的天线二维方向图确定主瓣宽度， 取主瓣宽度的十二分之一作为垂直圆周方向的离散精度；然后将在步骤五中求得的天线三维远场场值文件导入天线罩模型中的原点处作为激励，使用几何光学法按照如下步骤计算加罩后天线的二维远场场值(8a)计算天线罩内的天线场分布；(Sb)根据天线罩的结构形式，计算天线罩的透射系数、反射系数；(Sc)计算透过天线罩后天线的场分布，并积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。根据得到的二维远场场值，绘制方向图，并提取出电性能指标，即增益值、副瓣电平值和主瓣宽度值。步骤九，对比加罩前后的二维远场方向图和电性能指标。对比步骤四和步骤八中得到的天线二维远场方向图和电性能指标，分别求出天线加罩后的电性能变化值，即增益损失值、副瓣电平升高值和主瓣宽度变化值。步骤十，判断结果是否满足要求。根据天线设计的电性能要求，判断天线加罩后的电性能变化值是否满足预设要求，如果满足，则输出天线加罩前后的二维远场方向图、天线加罩后的电性能变化值和天线罩的结构参数；否则，修改天线罩的结构参数，并重复步骤四到步骤九，直至结果满足要求。实施例2:步骤I，建立抛物面天线的几何模型获取天线口径D、焦距f，在商用电磁分析软件中建立一个抛物面，抛物面顶点取在坐标系原点处,天线口径面与z轴垂直；建模完成后,获取天线工作频率freq、光速C，根
据公式Α = $计算波长λ，然后对抛物面划分网格，网格边长设置为|。步骤2，加入馈源远场场值作为激励将已知的馈源远场场值存为一个dat”文件，导入抛物面焦点处，文件格式共有六列数据，列与列之间用空格分隔，每列数据依次代表垂直圆周方向角度、水平圆周方向角度、垂直圆周方向电场幅度、垂直圆周方向电场相位、水平圆周方向电场幅度、水平圆周方向电场相位。步骤3-步骤10与实施例I的步骤三至步骤十相同。上述两种实施例中所有场值的计算，都是在确定完计算区域、离散精度和计算方法后，由软件按照相应的计算方法自动进行的。本发明的优点可通过以下仿真实验进一步说明I.仿真参数设口径为5. 2米、焦距为2. 08米、工作频率为20GHz的抛物面天线，天线罩直径为 9. 14米，结构为A夹层形式，搭边的形式如图6所示，内、外蒙皮厚度均为I毫米，芯层厚度为26毫米，蒙皮材料介电常数为4. 2，介质损耗角正切为O. 026，泡沫材料介电常数为I. 15， 介质损耗角正切为O. 0098，搭边由两层8毫米厚的蒙皮材料组成。天线罩上的螺栓分布如图7所示，共104个，天线罩分块形式如图8所示，共分69块，本例中使用FEKO软件进行分析。2.仿真内容与结果仿真I，根据上述参数计算天线的二维远场场值，并绘制方向图，结果如图9所示。仿真2，根据上述参数计算天线的三维远场场值，并绘制方向图，结果如图10所仿真3，根据上述参数计算加罩后天线的二维远场场值，并绘制方向图，结果如图 11所示。从图9可以得到天线的主瓣宽度和副瓣电平，从图11可以得到加罩后天线的主瓣宽度和副瓣电平。表I中列出了加罩前后天线的增益值、第一副瓣电平值和主瓣宽度值。表I加罩前后天线的电性能指标
权利要求
1.一种基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于利用商用电磁分析软件按如下步骤进行预测(1)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的几何模型，按五分之一波长对天线模型划分网格；(2)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的馈源几何模型，以该馈源模型作为激励， 在馈源的激励下，天线向空间辐射电磁波；(3)将天线辐射电磁波的能力用方向图来表征，使用物理光学法求解天线的二维远场场值，绘制方向图并提取天线的电性能指标；(4)在步骤(I)中所建天线模型的基础上，根据天线罩的结构参数，再建立天线罩上的螺栓几何模型，按五分之一波长对该螺栓几何模型进行网格划分；(5)根据步骤(3)中求得的二维方向图，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，使用物理光学法求解该天线的三维远场场值，绘制方向图，并将计算结果输出为Iv文件；(6)根据天线罩的结构参数，建立天线罩几何模型，按二倍波长对该天线罩几何模型进行网格划分；(7)以步骤(5)中求得的天线三维远场场值作为激励，使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，绘制方向图并提取带罩天线的电性能指标；(8)对比步骤(3)和步骤(7)中得到的天线二维远场方向图和电性能指标，分别求出天线加罩后的电性能变化值，即增益损失值、副瓣电平升高值和主瓣宽度变化值；(9)根据天线设计的电性能要求，判断天线加罩后的电性能变化值是否满足预设要求， 如果满足，则输出天线加罩前后的二维远场方向图、天线加罩后的电性能变化值和天线罩的结构参数；否则，修改天线罩的结构参数，并重复步骤(4)到步骤(9)，直至结果满足要求。
2.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(I)所述的建立天线的几何模型，是根据天线口径D和焦距f，在商用电磁分析软件中建立一个抛物面，抛物面顶点取在坐标系原点处，天线口径面与z轴垂直。
3.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(2)所述的建立天线的馈源几何模型，是建立长为二分之一波长的线段，该线段与天线口径面平行，中点在天线焦点，在中点处将该线段断开。
4.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(3)所述的使用物理光学法求解天线的二维远场场值，按如下步骤进行(3a)馈源向外福射电磁波,该电磁波会在天线表面感应出面电流，根据馈源的形式计算出馈源的远场场值；(3b)根据馈源的远场场值，计算出天线表面上的面电流分布，该面电流分布向空间辐射电磁波；(3c)根据天线表面上的面电流分布，积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。
5.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(4)所述的，建立天线罩的螺栓几何模型，按如下步骤进行(4a)用长方体模拟螺栓，即取长方体高度为螺栓高度，取长方体长、宽为螺栓底面直径，长方体轴线指向抛物面顶点；(4b)将螺栓分布在天线罩模型所在的球面上，并按天线罩上螺栓的实际位置确定螺栓的坐标。
6.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(5)所述的，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，按如下步骤进(5a)从步骤(3)中求得的天线二维远场方向图中，得到天线方向图的能量分布和主瓣宽度，该能量分布是指在归一化方向图中任一角度范围内的最小增益值；(5b)根据天线二维远场方向图的能量分布确定天线三维远场方向图垂直圆周方向的计算区域，根据需要的最小增益值，取相应的角度范围为垂直圆周方向的计算区域；(5c)取-90° 90°为天线三维远场方向图水平圆周方向的计算区域；(5d)取天线二维远场方向图主瓣宽度的十二分之一作为天线三维远场方向图垂直圆周方向的离散精度；(50取0.5°为天线三维远场方向图水平圆周方向的离散精度。
7.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(6)所述的建立天线罩几何模型，按如下步骤进行(6a)根据天线罩的结构参数，分层建立出光滑的天线罩，为避免不同材料之间发生干涉，层与层之间留出微米量级的间隙；(6b)按照天线罩的分块形式，在分块处对所建光滑天线罩进行分割，得到分块以及分块之间的搭边，此时得到的搭边结构形式与分块一样；(6c)按照搭边的分层数和各层的厚度，删除多余的分层，并设置保留下来的各层的厚度。
8.根据权利要求I所述的基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于步骤(7)所述的使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，按如下步骤进行(7a)计算天线罩内的天线场分布；(7b)根据天线罩的结构形式，计算天线罩的透射系数、反射系数；(7c)计算透过天线罩后天线的场分布，并积分求解天线在E面、H面内的二维远场场值。
9.一种基于远场的天线罩电性能预测方法，其特征在于利用商用电磁分析软件按如下步骤进行预测1)根据抛物面天线的结构参数，建立天线的几何模型，按五分之一波长对天线模型划分网格；2)将已知的馈源远场场值保存为一个文件，并导入到所建天线几何模型中作为激励， 在馈源的激励下，天线向空间辐射电磁波；3)将天线辐射电磁波的能力用方向图来表征，使用物理光学法求解天线的二维远场场值，绘制方向图并提取天线的电性能指标；4)在步骤I)中所建天线模型的基础上，根据天线罩的结构参数，再建立天线罩上的螺栓几何模型，按五分之一波长对该螺栓几何模型进行网格划分；5)根据步骤3)中求得的二维方向图，确定在螺栓散射影响下天线三维远场方向图的计算区域和离散精度，使用物理光学法求解该天线的三维远场场值，绘制方向图并将计算结果输出为Iv文件；6)根据天线罩的结构参数，建立天线罩几何模型，按二倍波长对该天线罩几何模型进行网格划分；7)以步骤5)中求得的天线三维远场场值作为激励，使用几何光学法求解天线加罩后的二维远场场值，绘制方向图并提取带罩天线的电性能指标；8)对比步骤3)和步骤7)中得到的天线二维远场方向图和电性能指标，分别求出天线加罩后的电性能变化值，即增益损失值、副瓣电平升高值和主瓣宽度变化值；9)根据天线设计的电性能要求，判断天线加罩后的电性能变化值是否满足预设要求， 如果满足，则输出天线加罩前后的二维远场方向图、天线加罩后的电性能变化值和天线罩的结构参数；否则，修改天线罩的结构参数，并重复步骤(4)到步骤(9)，直至结果满足要求。
全文摘要
本发明公开了一种基于远场的天线罩电性能预测方法。主要解决现有技术的计算量大、建模不准确的问题。其技术方案是在电磁分析软件中建立天线模型、馈源模型或以文件形式给出的馈源远场；求解该馈源激励下的天线二维远场场值，绘制方向图并提取电性能指标；建立螺栓模型，求解螺栓影响下的三维远场；建立天线罩模型，求解三维远场激励下的二维远场场值，绘制方向图并提取电性能指标；对比加罩前后的二维方向图和电性能指标；若结果满足要求，输出加罩前后的二维方向图、电性能变化值和结构参数；否则，修改天线罩模型，并重复上述分析过程，直至结果满足要求。本发明能在合理控制计算量的同时，比较准确地预测出电大尺寸天线罩的电性能。
文档编号G01R31/00GK102590656SQ20121000949
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月3日 优先权日2012年1月3日
发明者仇原鹰, 张锦, 李鹏, 段宝岩, 王猛, 许万业, 邓坤, 陈瑞 申请人:西安电子科技大学