[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

说明书

本发明属于雷达天线技术领域，具体是一种基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，至少包括如下步骤：(1)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；(2)根据天线罩的结构参数和材料参数，依据传输线理论计算10000组厚度误差分布下天线罩的远场方向图，至少从中提取增益G₁、主波束宽度B₁和第一副瓣电平S₁这些电性能指标的变化区间。它可用于分析不确定性因素下天线罩的电性能。

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体是一种基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，可用于分析不确定性因素下天线罩的电性能。

技术背景

天线罩是保护天线免受自然环境影响的透波壳，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，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。

在加工过程中制造误差因素以及服役过程中外界环境因素的影响下，天线罩的设计参数总是存在一定的偏差，从而导致天线罩的电性能偏离设计值，存在一定的不确定性。要保证天线罩的正常、可靠工作，需要有效、准确地预测在误差因素作用下天线罩电性能的不确定性。

Lorenza Tenuti在2017的论文《Minkowski sum method for planar arrayssensitivity analysis with uncertain-but-bounded excitation tolerances》中利用多边形区间来描述阵列天线的激励幅度和相位误差，利用Minkowski求和方法来计算多个阵元激励叠加的结果，从而得到了激励幅度和相位误差作用下下阵列天线远场方向图的变化区间，实现了对阵列天线电性能的不确定性分析，然而并未将该方法应用到天线罩的电性能分析中。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，以便实现对天线罩电性能不确定性的准确分析，以使天线使用寿命延长、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。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于多边形区间的天线罩电性能不确定性分析方法，至少包括如下步骤：

(1)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；

(2)根据天线罩的结构参数和材料参数，依据传输线理论计算10000组厚度误差分布下天线罩的远场方向图，至少从中提取增益G₁、主波束宽度B₁和第一副瓣电平S₁这些电性能指标的变化区间；

(3)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；

(4)将透射系数形成的扇形区间分割成多边形，扇形圆弧部分的分段数设为10；

(5)利用Minkowski求和将天线罩上各处的透射系数形成的多边形区间相加，得到远场方向图的变化区间,并从中提取增益G₂、主波束宽度B₂和第一副瓣电平S₂这些电性能指标的变化区间；

(6)对比步骤(2)与步骤(5)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。