[发明专利]基于反射面赋形的大型天线罩电性能补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体是一种天线罩电性能补偿方法，可用于对带有介质夹层式天线罩的反射面天线系统的电性能进行补偿。

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。

随着我国航空、气象及军事技术的进步和军事形势的发展，进行远程精密跟踪测量雷达等高精度雷达和高增益天线的研究与制造已成为紧迫的任务。而特殊地理位置的自然环境对设备的影响较大，配备天线罩成为这些雷达、天线必不可少的要求，介质夹层式天线罩以其良好的结构性能和电性能而得到广泛的应用。

杜耀惟在1993年出版的经典著作《天线罩电信设计方法》一书中分析了介质夹层式天线罩对天线远场的影响，该方法首先求出天线罩的透射系数，然后根据天线的口径场和天线罩的透射系数得到加罩后的口径场，积分求出加罩后天线的远场。该方法的不足是：没有考虑通过反射面赋形来改善带罩天线系统的电性能。

任亚红在2012年的论文《单反射面天线赋形研究》中使用物理光学法分析方法，将反射面形状用一组正交多项式表示，通过优化多项式系数来赋形反射面天线，以实现天线所要求的电性能，然而该方法并未将反射面赋形应用到对加罩后天线电性能的补偿中。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于反射面赋形的大型天线罩电性能补偿方法，以改善带罩天线系统的电性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

（1）根据已知的天线口径场E(x,y)，计算天线的远场F(θ,φ)，绘制远场方向图T₁，并从远场方向图中提取电性能指标，即最大场强G₁、第一副瓣L₁及波束宽度R₁；

（2）用传输线理论计算天线罩上各点处的透射系数并计算透过天线罩后的口径场：E′(x,y)=E(x,y)·TM·;]]>

（3）根据透过天线罩后的口径场E′(x,y)，计算带罩天线的远场F′(θ,φ)，绘制远场方向图T₂，并从该远场方向图中提取最大场强G₂、第一副瓣及波束宽度R₂这些电性能指标；

（4）用(x,y,z)表示理想反射面的坐标，改变理想反射面的z坐标为z′，得到赋形反射面的坐标为(x,y,z′)；

（5）根据所得赋形反射面天线上点的坐标，计算反射面赋形造成的口径场相位差Δψ，进而计算反射面赋形后透过天线罩的口径场E″(x,y)；

（6）根据反射面赋形后透过天线罩的口径场E″(x,y)，计算反射面赋形后带罩天线的远场F″(θ,φ)，绘制该远场方向图T₃，并从远场方向图中提取最大场强G₃、第一副瓣L₃及波束宽度R₃这些电性能指标；

（7）根据步骤（1）、（3）、（6）中得到的远场方向图和相应的电性能指标，计算加罩后天线电性能指标的改变量，以及计算反射面赋形后带罩天线系统的电性能指标的改变量；