一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法技术

技术编号:14235841 阅读:105 留言:0更新日期:2016-12-21 09:56
本发明专利技术涉及一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法;其特征是:至少包括如下步骤:第一步,确定复合材料天线罩材料厚度的误差区间;第二步,引入变量:X=cos(Vd),Y=sin(Vd),计算变量X和Y的上下边界分别为;第三步,计算传输复数矩阵的区间上下边界;第四步,计算系数的区间上下边界;第六步,计算单个单元的系数Fi(θ,φ)=TMiEi(θ,φ)的区间上下边界;第七步,计算全部单元系数的区间上下边界;第八步,计算功率方向图区间上下边界。本发明专利技术将区间分析应用于天线罩远场方向图的分析中,可在给定材料厚度误差区间的基础上,通过一次分析,即可得到对应的远场方向图区间,大大节省了分析时间和计算资源。

An interval analysis method for the power pattern of conformal antenna

The invention relates to a kind of conformal antenna far field power pattern interval load; which is characterized in that at least comprises the following steps: the first step, to determine the error interval composite material thickness of radome; the second step, the introduction of variable: X = cos (Vd, Y) = sin (Vd), variable calculation X and Y of the upper and lower boundary respectively; the third step, the transmission interval computing complex matrix on the lower boundary; the fourth step interval to calculate the coefficients of the upper and lower boundaries; the sixth step, the calculation of the Fi factor single unit (theta, phi) = TMiEi (theta, phi) interval boundary; the seventh step all of the unit interval calculation coefficient of upper and lower boundary; the eighth step, calculate the power pattern of upper and lower boundary interval. The interval analysis is applied to the antenna radome analysis pattern in the far field, based on the given material thickness error interval, through an analysis, you can get the corresponding far field pattern range, greatly saves time and computational resource analysis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种共形承载天线,特别是一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法
技术介绍
共形承载天线(Conformal Load-bearing Antenna Structure,CLAS)是一种兼具天线电磁功能和结构承载功能的新型天线结构。可以融入飞行器外表面蒙皮中,在实现天线电性能的同时,得到光滑平顺的机身表面,完全不影响飞行器的气动性能,并有利于隐身。因此得到了广泛的应用。常用的CLAS一般是将微带天线集成到可以承载的透波复合材料中。复合材料在实现承载功能的同时,还影响着电性能。在天线与复合材料集成过程中,不可避免的会产生制造误差或制造缺陷,如胶层厚度不均匀或有空洞、粘接的脱胶分层等,在影响结构承载性能的同时,也影响电性能,如副瓣电平、增益损耗、波束宽度、指向精度等,这些电性能均可以由远场功率方向图提取。因此对一体化集成后、含有制造误差或缺陷的CLAS功率方向图的分析就十分重要。传统的天线电性能分析方法以确定性的方法居多,也有基于统计的概率方法,由于材料厚度误差的分布具有很强的随机性,因此通常需要进行大量的分析和计算,十分耗费时间和计算资源。本专利技术的目的是提供一种可大大节省分析时间和计算资源的共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法。
技术实现思路
本专利技术是这样实现的,一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法,其特征是:至少包括如下步骤:1)确定防护结构中复合材料厚度的误差区间;实际厚度所处的区间为d∈[dinf;dsup],角标inf和sup分别表示区间的上下边界,d为材料实际厚度,d0为理想设计厚度;2)确定防护结构中复合材料参数的误差区间;实际相对介电常数的所在区间为ε′∈[ε′inf;ε′sup],磁损耗角的区间为tanδ∈[(tanδ)inf;(tanδ)sup],此时参数ε=ε′(1-jtanδ)的区间为: ϵ Re ⋐ [ ( ϵ ′ ) i n f ; ( ϵ ′ ) s u p ] ]]> ϵ Im ⋐ [ - ( ϵ ′ ) s u p ( t a n δ ) s u p ; - ( ϵ ′ ) i n f ( t a n δ ) i n f ] ]]>因为该参数为复数量,其实部和虚部的区间分别给出,用上角标Re和Im分别表示。3)确定变量[Vd]区间的上下边界;当存在厚度误差区间时,其边界为:(VdRe)inf=min((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdRe)sup=max((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdIm)inf=min((VIm)dinf,(VIm)dsup)(VdIm)sup=max((VIm)dinf,(VIm)dsup)当存在材料参数误差区间时,其边界为: ( Vd Re ) i n f = 2 π λ d ( ϵ ′ i n f - sin 2 γ ) 1 / 2 ]]> ( Vd Re ) s u p = 2 π λ d ( ϵ ′ s u p - sin 2 γ ) 1 / 2 ]]> ( Vd Im ) i n f = - 2 π λ d ( 本文档来自技高网...
一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法

【技术保护点】
一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法,其特征是:至少包括如下步骤:1)确定防护结构中复合材料厚度的误差区间;实际厚度所处的区间为d∈[dinf;dsup],角标inf和sup分别表示区间的上下边界,d为材料实际厚度,d0为理想设计厚度;2)确定防护结构中复合材料参数的误差区间:实际相对介电常数的所在区间为ε′∈[ε′inf;ε′sup],磁损耗角的区间为tanδ∈[(tanδ)inf;(tanδ)sup],此时参数ε=ε′(1‑jtanδ)的区间为:ϵRe⋐[(ϵ′)inf;(ϵ′)sup]]]>ϵIm⋐[-(ϵ′)sup(tanδ)sup;-(ϵ′)inf(tanδ)inf]]]>因为该参数为复数量,其实部和虚部的区间分别给出,用上角标Re和Im分别表示;3)确定变量[Vd]区间的上下边界;4)引入变量:X=cos(Vd),Y=sin(Vd),计算变量X和Y区间的上下边界分别为:(XRe)inf=min{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XRe)sup=max{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XIm)inf=‑max{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(XIm)sup=‑min{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YRe)inf=min{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YRe)sup=max{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YIm)inf=min{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YIm)sup=max{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup};5)计算传输复数矩阵区间的上下边界:其中Ainf/sup=Cinf/sup=Xinf/sup(BRe)inf=min{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}‑max{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BRe)sup=max{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}‑min{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BIm)inf=min{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+min{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(BIm)sup=max{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+max{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(CRe)inf=min{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YRe)sup}‑max{(j/Z1)Im·(YIm)inf,(j/Z1)Im·(YIm)sup}(CRe)sup=max{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YR...

【技术特征摘要】
1.一种共形承载天线远场功率方向图的区间分析方法,其特征是:至少包括如下步骤:1)确定防护结构中复合材料厚度的误差区间;实际厚度所处的区间为d∈[dinf;dsup],角标inf和sup分别表示区间的上下边界,d为材料实际厚度,d0为理想设计厚度;2)确定防护结构中复合材料参数的误差区间:实际相对介电常数的所在区间为ε′∈[ε′inf;ε′sup],磁损耗角的区间为tanδ∈[(tanδ)inf;(tanδ)sup],此时参数ε=ε′(1-jtanδ)的区间为: ϵ Re ⋐ [ ( ϵ ′ ) i n f ; ( ϵ ′ ) s u p ] ]]> ϵ Im ⋐ [ - ( ϵ ′ ...

【专利技术属性】
技术研发人员:李鹏许万业王从思段宝岩王伟宋立伟周金柱李娜
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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