[发明专利]宽带天线超宽带电磁脉冲响应预测方法

权利要求书

1.宽带天线超宽带电磁脉冲响应快速准确预测方法，其特征在于：包括如下步骤： 

1)建立宽带天线接收响应的系统模型，采用宽带天线场路转换传输函数H(s)表示出超宽带电磁脉冲环境与宽带天线输出端的时域响应即感应开路电压V_oc之间的关系，并获取宽带天线的频域幅相响应曲线； 

2)根据步骤1)获取的宽带天线的频域幅相响应曲线，利用向量拟合法对宽带天线的频域幅相响应曲线进行变换，确定宽带天线场路转换传输函数H(s)的频域响应有理表达式； 

3)基于宽带天线场路转换传输函数H(s)的频域响应有理表达式，利用频域和时域转换关系，进一步获取宽带天线场路转换传输函数H(s)的时域冲击响应f(t)的有理表达式； 

4)针对不同参数的超宽带电磁脉冲环境通过计算宽带天线场路转换传输函数H(s)的时域冲击响应f(t)和超宽带电磁脉冲环境的时域表达式的卷积，获得超宽带电磁脉冲作用下宽带天线输出端的时域响应即感应开路电压V_oc(t)的表达式。 

2.如权利要求1所述的宽带天线超宽带电磁脉冲响应快速准确预测方法，其特征在于：所述步骤2)具体包括如下步骤： 

i)设宽带天线场路转换传输函数H(s)满足如下形式的频域响应有理表达式为： 

其中，a_i为极点，c_i、d和h为实数； 

ii)有理多项式极点确定 

设方程式(1)有一系列初始极点将H(s)乘以一个未知的函数σ(s)： 

其中，σ(s)和σ(s)H(s)具有相同的极点

将式(2)第二行乘以H(s)，得到下面的形式： 

简记为： 

(σH)_fit(s)＝(σ)_fit(s)H(s)       (3b) 

式(3a)是一个包含未知数c_i、d和h的线性方程，在若干试验获取的离散频率点处， 式(3b)写成如下式(4)所示的超定线性方程： 

Ax＝b         (4) 

式(4)是包含未知数c_i、d和h的超定线性方程；对式(4)采用最小二乘法求解，获得未知数c_i、d和h的解，得到宽带天线场路转换传输函数F(s)的频域响应有理表达式： 

基于有理多项式(3b)的特点，将(3b)写成如下形式： 

式(5a)中的(σH)_fit(s)与式(5b)中的σ_fit(s)具有相同的分母，将式(5a)与式(5b)相除得到 

由上式(6)看出，H(s)的极点等于σ_fit(s)的零点，因此，通过计算σ_fit(s)的零点来得到H(s)的极点；然后用σ_fit(s)的零点代替初始假设的一系列初始极点a_i，就可以获得新的c_i、 d和h的解，循环迭代直到用(1)式参数化表达的H(s)满足误差要求； 

iii)留数的确定 

进一步，采用循环迭代算出的σ(s)的零点作为H(s)的新极点，然后直接求解式(2)，由若干离散的频率点得到另一个超定线性方程组，由此求得(c_i,d,h)； 

在式(5)中，σ_fit(s)的分子分母具有相同的阶数，如果初始极点选的得当的话，H(s)的新极点即σ_fit(s)的零点与初始极点相同，因此，用H(s)的新极点作为初始极点进行迭代，得到的有理函数H(s)逼近是收敛的； 

根据上述步骤2)获取的宽带天线场路转换传输函数H(s)的表达式，得到所述步骤3)中宽带天线场路转换传输函数H(s)的时域冲击响应f(t)的有理表达式为： 

进而得到步骤4)中超宽带电磁脉冲作用下宽带天线输出端的时域响应即感应开路电压V_oc(t)的表达式为： 

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