等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法与流程

文档序号:14728940发布日期:2018-06-19 15:24阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法,其特征在于,具体按照以下步骤进行:

步骤1:根据工程需要,确定相控阵天线阵元的基本模块和空间位置,根据等离子鞘套参数的空间分布特征,建立等离子鞘套下相控阵天线的计算模型;

步骤2:利用等效传输线理论,计算平行极化电磁波经过等离子鞘套的透射系数T||%和垂直极化电磁波经过等离子鞘套的透射系数T⊥%;

步骤3:设置相控阵天线每个阵元的端口馈电电流的幅度和相位,通过电磁仿真软件获得等离子鞘套影响下各个阵元之间的互耦矩阵,计算实际发射时每个阵元的端口电流,计算每个阵元的近场区的电磁场;

步骤4:对每个阵元的近场区的电磁场进行分解,获得入射等离子鞘套的平行极化分量和垂直极化分量,代入平行和垂直极化电磁波经过等离子鞘套的场强衰减和相位延迟因子,获得相控阵天线近场穿过等离子鞘套后的电场复矢量;

步骤5:对每个阵元的远场区辐射场进行相干叠加处理,计算得到等离子鞘套下相控阵天线的远场方向图。

2.根据权利要求1所述的一种等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法,其特征在于,所述步骤1中,建立等离子鞘套下相控阵天线的计算模型,具体为:设有N=Nx×Ny个相同辐射元安装在某一平面上,沿x方向间距为dx,沿y方向间距为dy,第mn个单元的坐标位置为:

根据等离子鞘套的电子密度变化曲线,用相邻的均匀离子体薄层模拟非均匀等离子鞘套,第n层等离子体特征频率ωp,n根据式(1)计算:

其中,e为电子电荷,ne为第n层等离子体的电子密度,me为电子质量,ε0为自由空间介电常数;

第n层相对介电常数εn%根据式(2)计算:

其中,ω为入射电磁波频率,ν为等离子体的碰撞频率,n为等离子体层数,j代表复数虚部的单位。

3.根据权利要求1所述的一种等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法,其特征在于,所述步骤3中,计算每个阵元的近场区的电磁场,具体为:取第mn个阵元激励电流为Imn代表第mn个阵元馈电幅度,βmn代表第mn个阵元馈电相位,通过电磁仿真软件CST获得等离子鞘套影响下各个阵元之间的互耦矩阵,第mn个阵元端口实际发射时端口电流根据式(5)计算:

其中,Smn,pq表示第pq个阵元对第mn个阵元的互耦系数,表示第pq个阵元的激励电流;

取第mn个阵元方向图为则第mn个阵元的近场区的电磁场Emn根据式(6)计算:

其中,k是自由空间波数,是坐标原点到远场点的单位矢量,R是阵元到坐标原点的距离,是阵元到坐标原点的位置矢量,θ表示俯仰角,表示方位角。

4.根据权利要求1所述的一种等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法,其特征在于,所述步骤4中,相控阵天线近场穿过等离子鞘套后的电场复矢量的计算,具体为:

其中,为相控阵天线近场穿过等离子鞘套后的电场复矢量,是单位矢量平行极化波,是单位矢量垂直极化波,是每个阵元辐射的平行极化波,是每个阵元辐射的垂直极化波;T||(θ)是平行极化电磁波经过等离子鞘套的复透射系数,T⊥(θ)是垂直极化电磁波经过等离子鞘套的复透射系数。

5.根据权利要求1所述的一种等离子鞘套下相控阵天线方向图的计算方法,其特征在于,所述步骤5中,计算相控阵天线的远场方向图,具体为:

其中,是相控阵天线远场的平行极化波相控阵辐射方向图,是相控阵天线远场的垂直极化波相控阵辐射方向图。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1