[发明专利]基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法

权利要求书

1.一种基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，包括如下步骤：

(1)根据平板裂缝阵天线的实际结构参数，通过结构分析软件建立平板裂缝天线的有限元三维模型；

(2)从平板裂缝天线有限元三维模型中分别提取出天线辐射面、耦合面、激励面的网格节点坐标，构建辐射面、耦合面和激励面的原始结构网格；

(3)根据天线的工作频率对辐射面、耦合面和激励面的原始结构网格进行细化：

(3a)根据平板裂缝天线的工作频率，确定网格划分大小；

(3b)将辐射波导的原始结构网格中的每一个三角形一分为四，即把每一个三角形三条边的中心线连接在一起，将每一个三角形划分成四个小三角形；

(3c)判断细化后的网格是否满足步骤(3a)确定的网格大小要求，如果满足，则细化结束，反之，重复步骤(3b)，进一步细化网格，直到满足步骤(3a)确定的网格大小要求为止；

(3d)针对天线耦合波导和激励波导的原始结构网格，重复上述步骤(3b)至步骤(3c)，得到各自细化后的天线结构网格。

(4)根据有限元分析软件对细化后的天线结构网格进行结构分析，得到天线变形之后的结构模型；

(5)将天线变形之后的结构模型中的四面体体单元转换为三角形面单元；

(6)根据天线的三角形面单元建立天线表面模型，由天线表面模型中提取并合成天线变形后结构的内腔模型；

(7)将天线的内腔模型按如下步骤转换为电磁分析模型：

(7a)将天线的内腔模型转换成wrl格式文件；

(7b)从wrl格式的文件中将各个天线子阵取出，并将其转换成geo文件；

(7c)对子阵的geo文件进行盒内删除，得到新的开缝geo文件；

(7d)将步骤(7c)得到的新的开缝隙geo文件转化成dat文件；

(7e)将生成的dat文件导入专业电磁分析软件FEKO中，合成天线电磁分析模型。

(8)根据步骤(7)得到的天线电磁分析模型，导入到电磁分析软件中，设置辐射边界，激励，计算天线的电性能参数，如果满足预设的电性能计算精度要求则完成计算，反之，重复步骤(1)至步骤(7)，直到满足预设的电性能计算精度要求为止。

2.根据权利要求1所述的基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，其中步骤(1)所述的平板裂缝天线的实际结构参数包括天线的辐射缝、耦合缝和激励缝的位置、缝长、缝宽和偏置量以及辐射波导、耦合波导和激励波导的长、宽、高。

3.根据权利要求1所述的基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，其中步骤(2)所述的从平板裂缝天线有限元三维模型中分别提取出天线辐射面、耦合面和激励面的网格节点坐标，构建辐射面、耦合面和激励面的原始结构网格，按如下步骤进行：

(3a)将所述的天线的有限元三维模型中辐射波导的网格直接投影到天线辐射面所在的平面上，得到其各自的平面网格；

(3b)根据天线的工作频率，确定其电磁分析的要求，进而确定网格细化的密度，即平面网格中差值和扫描点的密度；

(3c)采用插值与扫描线填充相结合的方法，计算天线辐射波导、耦合波导及激励波导的平面网格中的位置点及其在相对应的有限元三维模型中的三维坐标点；

(3d)依次将各三维坐标点用数据形式存贮，即将三维坐标点(X、Y、Z)的(X、Y)坐标值利用图像矩阵的位置存储，得到辐射波导的原始结构网格；

(3e)对天线耦合波导和激励波导各自的网格，重复上述步骤(3a)至步骤(3d)，得到天线辐射波导、耦合波导和激励波导各自的原始结构网格。

4.根据权利要求1所述的基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，其中步骤(4)所述的根据有限元分析软件对细化后的天线结构网格进行结构分析，得到天线变形之后的结构模型，按如下步骤进行：

(4a)根据步骤(3)得到的结构网格，判断网格信息是否满足电磁分析要求；

(4b)对于满足电磁分析要求的结构网格，设置边界条件，施加载荷和控制的位置与量值，进行结构分析；

(4c)对于不满足电磁分析要求的结构网格，加密结构网格，并进行重复上述的步骤(4a)到(4c)，直到满足预设的电磁分析要求为止，设置边界条件，施加载荷和控制的位置与量值，进行结构分析；

(4d)提取天线变形之后的结构模型。