[发明专利]一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法

说明书

本发明公开了一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法，本发明通过消除天线电磁网格远场积分项中的原理误差来放松电磁网格的尺寸，仿真分析表明放松效果极为明显，克服了当前天线远场分析使用拟合方法引入误差、网格拼接面的网格尺寸过小、计算复杂且费时的不足，具有计算精度高、计算简单且速度快的优点，可在反射面天线的远场电磁分析和机电集成优化设计过程中发挥巨大优势，具有较高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及反射面天线技术领域，具体为一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法。

背景技术

反射面天线具有结构简单、易于设计且性能优越的优点，因此被广泛用于通信、雷达跟踪和射电天文等领域。随着反射面天线向着大口径、高频段、高精度和快响应等方向发展，天线远区电场的电磁分析越来越难以快速实现。另外，为了设计出高性能的反射面天线，需要对其进行机电集成设计，其每一次迭代设计过程都需要计算天线电性能，其对快速计算反射面天线的电磁性提出了更迫切的需求。

杨东武等人在文献“Preliminary design of paraboloidal reflectors withflat facets”中公开了一种划分网状反射面天线网格的划分方法，其通过将馈源对于最佳吻合抛物面的补偿作用引入进来，使得网状天线的网格尺寸得到了一定程度的放松，但是其网格尺寸通过Ruze公式估计得来，难以获得满足电磁精度的网格尺寸，且其网格尺寸放松有限。段宝岩等人在中国专利“基于拟合变形反射面的天线电性能预测方法”中，公开了一种通过拟合变形的天线反射面，来预测天线电性能的方法，该方法使用最小二乘方法和积分极值定理来求解拟合面的参数，并使用该拟合面取代实际反射面重新进行电磁网格的划分，进而进行天线的远场电性能分析。但是使用拟合面将引入拟合误差，它会影响天线的电性能。因此需要严格控制拟合面的精度，这使得天线的电磁分析步骤繁琐且耗时。

因此，为了解决上述问题，提出一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法，以解决上述背景技术中提出的问题,从而简化反射面天线的电磁计算，避免使用拟合面引入拟合误差和增大难度的问题。该方法通过消除电磁网格积分节点的原理误差来极大地放松电磁网格的尺寸，使得反射面网格数据可直接用于计算天线的远区电场，简化了当前大型反射面天线电性能分析的复杂繁琐步骤。

实现本发明的基本思路是，首先输入用户提供的反射面天线几何参数、形面误差模型、电参数和初始网格尺寸，通过指定的网格尺寸划分天线的电磁网格，确定网格拼接面的远场计算公式，输出其各个网格的积分节点，并消除积分节点的原理误差用以更新网格拼接面远场计算公式，再用该更新的公式计算天线的远区电场，并判断是否满足精度要求，若不满足要求，则修改网格尺寸重新执行以上步骤，若满足精度要求则输出最终的电磁网格尺寸。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种放松反射面天线远场分析电磁网格尺寸的方法，包括如下步骤确定放松的网格尺寸：

步骤(1)输入反射面天线几何参数、形面误差模型、电参数和初始网格尺寸

输入用户提供的反射面天线几何参数、形面误差模型、电参数和初始网格尺寸，其中天线的几何参数包含天线口径、焦距，反射面形面误差模型用于确定反射面上的误差分布，电参数包含工作波长、远场观察点的位置矢量、真实远区电场、馈源参数和精度要求；

步骤(2)划分天线的反射面为电磁网格拼接面

根据给定的网格尺寸，使用指定的划分方式尽量对称、均匀地划分天线的反射面，即可得到对应的网格拼接面；

步骤(3)确定网格拼接面的远场计算公式

反射面天线使用物理光学法计算其远区电场，网格拼接面取代实际反射面后，也使用其形面来近似计算天线的远区电场，再配合使用数值求积的思想来简化每一个网格的远场积分后，则有