[发明专利]基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构公差快速确定方法

摘要

本发明公开了一种基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构公差的快速确定方法，包括：确定圆柱共形阵列天线的结构参数和电磁工作参数；分别给出初始阵元周向和轴向位置公差，确定阵面内所有阵元的周向和轴向位置误差随机量；计算存在误差时的阵元新位置；建立阵元直角坐标系和阵元球坐标系并计算阵元和阵列直角坐标系下的阵元方向图；根据口面加权分布确定阵元激励幅度和相位；计算每个阵元在目标处的空间相位差；利用圆柱共形阵列天线机电耦合模型计算存在误差时的天线电性能参数；判断该结构公差条件下的天线电性能是否满足要求。本发明有效解决了圆柱共形阵列天线结构方案快速确定与分配天线结构公差的问题，可用于指导天线结构方案的评价。

主权项

1.基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构公差快速确定方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)确定圆柱共形阵列天线的结构参数和电磁工作参数；(2)给出初始阵元周向位置公差，确定阵面内所有阵元的周向位置误差随机量；(3)给出初始阵元轴向位置公差，确定阵面内所有阵元的轴向位置误差随机量；(4)基于阵元的初始位置，结合每个阵元的周向、轴向位置误差随机量，确定存在误差时阵元的新位置；(5)根据存在误差时阵元的新位置，建立阵元直角坐标系及阵元球坐标系；(6)计算阵元直角坐标系下的阵元方向图；(7)计算阵列直角坐标系下的阵元方向图；(8)根据存在误差时阵元的新位置的口面加权分布，确定阵元激励幅度和相位；(9)结合圆柱共形阵列天线相位参考点的位置和存在误差时阵元的新位置，计算每个阵元在目标处的空间相位差；(10)利用圆柱共形阵列天线机电耦合模型，计算存在周向、轴向位置误差时圆柱共形阵列天线的方向图；根据圆柱共形阵列天线的方向图，计算天线电性能参数，并分析电性能相对圆柱共形阵列天线设计指标的恶化程度；(11)根据天线设计要求，判断该结构公差条件下的天线电性能是否满足要求，如果满足要求，则当前阵元的周向位置公差和轴向位置公差就是所快速确定的结构公差；否则，修改阵元周向、轴向位置公差，并重复步骤(2)至步骤(11)，直至满足要求；所述步骤(4)按如下过程进行：(4a)设阵面内(m,n)个阵元的设计坐标为(xmn,ymn,zmn)，阵元的局部外法线方向与x轴的夹角为γmn，其中，xmn＝r·cosγmn，ymn＝r·sinγmn，可知：式中，r为圆柱半径；(4b)结合阵元的周向位置误差Δd_mn和轴向位置误差Δz_mn，周向弧长Δd_mn对应的圆心角为可知存在误差时的阵元新位置(x’_mn,y’_mn,z’_mn)：