基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線輻射近場計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的輻射近場計算方法，包括以下步驟：1）計算陣元天線端口電流為單位電流時的輻射遠(yuǎn)場；2）計算相控陣天線在實際發(fā)射時陣元天線的端口電流；3）將有源相控陣天線實際發(fā)射時的陣元天線輻射場線性疊加，獲得有源相控陣天線的輻射近場。本發(fā)明可以精確求解相控陣天線的輻射近場。陣元間的互耦影響近場求解，本方案精確地考慮了互耦的影響。本計算方法的每一步都基于嚴(yán)格的理論，理論上的嚴(yán)謹(jǐn)性保證了計算結(jié)果的精確性。
【專利說明】基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線輻射近場計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于天線與電磁兼容【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的輻射近場計算方法。
【背景技術(shù)】[0002]相控陣天線的遠(yuǎn)場計算方法已較成熟，通常采用陣因子理論進(jìn)行求解。而相控陣天線輻射近場計算模型一直未受到關(guān)注和深入研究，從而缺乏成熟、高精度的相控陣天線的輻射近場計算方法。當(dāng)研究和分析相控陣天線的電磁兼容特性，如在平面相控陣天線近區(qū)中人員的安全性、電子設(shè)備的電磁安全性、電子設(shè)備的受干擾等級等特性時，必須基于相控陣天線輻射近場的電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度或功率密度等電磁參數(shù)來進(jìn)行分析。這時，就必須建立相控陣天線的輻射近場計算方法，借助數(shù)值計算的手段獲得相控陣天線的輻射近場電磁數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析天線輻射近區(qū)中人員、電子設(shè)備安全性、電子設(shè)備的受干擾特性等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的輻射近場計算方法，用于各種不同陣元類型、易于計算機(jī)并行實現(xiàn)的平面有源陣列天線的輻射近場高精度求解。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:一種基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的輻射近場計算方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0005]I)計算陣元天線端口電流為單位電流時的福射遠(yuǎn)場Etl (r, r "):
[0006]采用基于矩量法的商業(yè)軟件(如Feko)，計算一個陣元天線孤立存在、相控陣天線的反射板存在、激勵電壓設(shè)為單位電壓(IV)時，端口電流C及陣元天線的輸入阻抗Ztl(ZQ=l/c)，陣元天線上的表面電流密度κ (r' )。r'為陣元天線上的源點坐標(biāo)，r '值為U1 ,Y1，Z' ) ;r為場點坐標(biāo)，r值為(X，y, z) ;r"為陣元天線中心位置，r "值為(X"，y"，z");
[0007]當(dāng)陣元天線端口電流為單位電流(I安培，1A)時，陣元天線上源點r'處的表面電流密度J(r')為:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的近場計算方法，其特征在于:它包括以下步驟: 1)計算陣元天線端口電流為單位電流時的福射遠(yuǎn)場Eci(r, r "): 采用基于矩量法的商業(yè)軟件，計算一個陣元天線孤立存在、相控陣天線的反射板存在、激勵電壓設(shè)為單位電壓時，端口電流c及陣元天線的輸入阻抗Ztl，且Zfl/c，陣元天線上的表面電流密度K (r' ) ;r'為陣元天線上的源點坐標(biāo)，r'值為(X' ,1' ,z' );r為場點坐標(biāo)，r值為(x，y，z) ;r"為陣元天線中心位置，r"值為(x〃，y"，z")； 當(dāng)陣元天線端口電流為單位電流時，陣元天線上源點r'處的表面電流密度J(r')為:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互阻抗原理的平面有源相控陣天線的近場計算方法，其特征在于:第m個陣元與第η個陣元天線的互阻抗Znm的具體計算過程為: 1Α、計算陣元天線IV激勵時的輻射近場Em: 在步驟I)中，已用商業(yè)軟件計算出端口電壓為單位電壓激勵時，陣元天線的表面電流密度K (r'),其值為(K x, K y, K z)，其中K x、K y、K 2分別為K (r')的x、y、z向分量；r'關(guān)于反射板的鏡像點r' m的表面電流密度為K Jr' J，K Jr' J值為Onix, κ mx, κ mx)，其中K mX、K my、K mZ分別為K m)的X、Y、Z向分量；r '各分量滿足式(2), K (r')與Km(r' m)各分量滿足:
【文檔編號】G06F17/50GK103678802SQ201310673538
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王春, 吳楠, 謝大剛 申請人:中國艦船研究設(shè)計中心