[发明专利]一种飞行器天线罩的快速厚度设计方法

说明书

本发明涉及一种飞行器天线罩的快速厚度设计方法，至少包括如下步骤：将天线罩的厚度按照罩体的高度方向进行离散化；计算天线扫描过程中各个离散点处的入射角；依据步骤二计算各个离散点处的厚度值；计算天线的远场，并从中提取增益G₁和主波束位置B₁这些电性能指标；根据天线罩的结构参数和材料参数，用传输线理论计算罩体的透射系数并根据已知的天线口径场E(x,y)，计算透过天线罩后的口径场E′(x,y)：根据步骤四计算带罩天线的远场F′(θ,φ)，绘制远场方向图，并从该远场方向图中提取增益G₂和主波束位置B₂这些电性能指标，进而确定天线罩引起的增益损失TL和瞄准误差BSE；判断所得天线罩设计方案的电性能指标和厚度分布是否满足预设要求。

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体是一种飞行器天线罩的快速厚度设计方法，可用于飞行器天线罩的结构设计。

背景技术

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。

飞行器天线罩为了满足气动性的要求，往往采用流线型罩体，从而导致天线罩对内部天线的电性能影响过大，需要对天线罩进行优化设计以改善其电性能。传统的等厚度优化技术对天线罩的电性能改善程度有限，而通过将天线罩厚度沿罩体高度方向进行离散化，进行变厚度优化设计，可以极大地改善流线型罩体的电性能。

范雪平在2011的论文《基于遗传算法对二维天线罩瞄准误差的优化》中利用遗传算法对二维相控阵天线罩的瞄准误差进行了优化，通过将天线罩壁厚沿高度方向等长度地划分为不同区域，将各个区域的壁厚值作为优化变量，并以天线扫描过程中的最大瞄准误差作为优化目标，利用遗传算法求解出了最优壁壁厚分布，从而有效地降低了天线罩的瞄准误差。该方法的不足是：由于采用基于遗传算法的优化方法，使得计算量极大，设计周期过长，此外天线罩的壁厚变化剧烈，难以加工实现。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种飞行器天线罩的快速厚度设计方法，以便降低天线罩的制造难度，提高飞行器天线罩的设计效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种飞行器天线罩的快速厚度设计方法，至少包括如下步骤：

步骤一，将天线罩的厚度按照罩体的高度方向进行离散化；

步骤二，计算天线扫描过程中各个离散点处的入射角；

步骤三，依据步骤二获取的入射角的平均值及其修正系数，计算各个离散点处的厚度值；

步骤四，计算天线的远场，并从中提取增益G₁和主波束位置B₁这些电性能指标；

步骤五，根据天线罩的结构参数和材料参数，用传输线理论计算罩体的透射系数并根据已知的天线口径场E(x,y)，计算透过天线罩后的口径场E′(x,y)：

步骤六，根据步骤五获取的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，并从该远场方向图中提取增益G₂和主波束位置B₂这些电性能指标，进而确定天线罩引起的增益损失TL和瞄准误差BSE；

步骤七，判断所得天线罩设计方案的电性能指标和厚度分布是否满足预设要求；