[发明专利]基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法

权利要求书

1.基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法,具体包括步骤如下：

步骤一，根据给定的天线罩厚度值变化范围，随机生成10000组厚度误差分布；

步骤二，计算厚度误差分布下的天线罩远场方向图，并提取电性能指标变化区间；

步骤三，根据厚度误差范围计算天线罩上各处的透射系数的幅值和相位的变化区间，得到透射系数在复数域形成的扇形区间；

步骤四，将透射系数形成的扇形区间分段为多边形区间；

步骤五，利用多边形区间求和计算天线罩的远场方向图变化区间，并提取电性能指标变化区间；

步骤六，对比步骤二与步骤五中得到的天线罩电性能指标变化区间，判断天线罩的电性能指标是否满足预设要求，如果满足，则天线罩电性能分析过程结束，否则，修改扇形圆弧部分的分段数，并重复步骤(4)至步骤(6)，直至得到电性能指标满足预设要求的分析结果。

2.根据权利要求1所述的基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，其特征是：步骤一至少包括如下步骤：

(1a)在商用模型分析软件中，根据天线罩的结构形式建立天线罩的几何模型，设置网格边长为0.2λ，其中λ为天线的波长，对模型进行网格划分,记网格数目为N；

(1b)设天线罩的厚度误差范围为[d^L,d^U]，则以均值为(d^L+d^U)/2、标准差为(d^L+d^U)/6生成N个随机数；

(1c)重复步骤(1b)10000次，得到10000组对应于天线罩网格数目的随机厚度误差分布值。

3.根据权利要求1所述的基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，其特征是：步骤二至少包括如下步骤：

(2a)沿罩体的高度，以天线罩的底面中心为原点、底面为xy平面建立一个坐标系O-xyz，罩体高度沿z方向，其中S为天线口径面，S′为透过天线罩后的口径面；

(2b)根据天线罩的结构参数和材料参数，用传输线理论计算罩体的透射系数T_M，并根据已知的天线口径场E(x,y)，计算透过天线罩后的口径场：E′(x,y)＝E(x,y)·T_M；

(2b1)针对步骤(2a)建立的坐标系，将其x、y、z方向的分量分别用i、j、k表示，已知的天线口径场分布记为E(x,y)；

(2b2)根据天线罩的几何形状与入射的口径场，求出天线罩上各点处的入射角α和极化角β，即将电磁波入射线与入射点处的法线夹角记为入射角α，将电磁波的极化方向与入射平面的夹角记为极化角β，其中入射平面由电磁波入射线与入射点处的法线构成；

(2b3)令天线罩材料的损耗角正切tanδ为0，根据天线罩各处的厚度d、相对介电常数ε_r，计算蒙皮上各点处的水平极化分量透射系数T_H和垂直极化分量透射系数T_V：

其中，A＝ch(jVd)，D＝ch(jVd)，Z_H＝cosα，这些参数均为中间变量；t_H、t_V分别为T_H、T_V的模值，η_H、η_V分别为T_H、T_V的相位；

(2b4)根据水平极化分量透射系数T_H和垂直极化分量透射系数T_V，得到主极化分量的透射系数：

其中，为中间变量；

(2b5)将入射到天线罩上的口径场乘以其对应点处的透射系数，计算透过蒙皮后的口径场：E′(x,y)＝E(x,y)·T_M；

(2c)根据透过天线罩后的口径场E′(x,y)，计算带罩天线的远场F(θ,φ)，绘制远场方向图，并从该远场方向图中提取增益G₁、主波束位置B₁和第一副瓣电平S₁这些电性能指标；

(2c1)根据步骤(2b)中求得的透过天线罩后的口径场E′(x,y)，按下式计算透过天线罩后的口径场产生的远场F(θ,φ)：

其中，θ、φ是观察点P在直角坐标系O-xyz中的球坐标角，k₀为自由空间传播常数，按公式计算，λ是天线的波长，根据天线工作频率f 和光速c，通过公式计算得到；

(2c2)根据透过天线罩后的口径场产生的远场F(θ,φ)绘制加罩后的天线远场方向图，并从方向图中提取增益G₁、主波束位置B₁和第一副瓣电平S₁这些电性能指标的变化区间。