[发明专利]基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法

权利要求书

1.基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入反射面天线几何参数与电参数

输入用户提供的反射面天线几何参数与电参数；其中几何参数包括半径、焦距；电参数包括工作波长、口径场幅度分布函数、锥销电平、口径场形状指数以及包括天线增益、波瓣宽度、副瓣电平、指向精度在内的电性能要求；

(2)输入口径面划分环数

根据用户提供的天线几何参数，将反射面口径面按照半径方向等分为N段，其中N为输入的口径面划分环数；

(3)输入表面随机误差均方根值

根据反射面天线面板加工制造误差，输入天线表面随机误差均方根值；

(4)计算每环口径内远区辐射电场；

(5)计算环与环之间远区辐射电场；

(6)计算理想远区辐射功率

根据天线几何参数、环与环之间远区辐射电场信息，通过下式计算理想远区辐射功率

其中，G(u)表示观察方向u上的理想远区辐射功率，u表示远场观察方向，π为圆周率，a为天线几何参数中的半径，N为口径面划分环数，n、m表示口径面上第n、m环，E_n,n-1表示相邻第n环与第n-1环之间远区辐射电场，E_m,m-1表示相邻第m环与第m-1环之间远区辐射电场，上标*表示共轭运算；

(7)计算理想远区辐射功率平方值；

(8)计算辐射功率平均值；

(9)计算辐射功率方差；

(10)计算辐射功率极值；

(11)判断电性能是否满足要求

判断辐射功率的平均值、方差与极值是否满足天线增益、波瓣宽度、副瓣电平、指向精度在内的电性能要求，如果满足要求则转至步骤(12)，否则转至步骤(13)；

(12)输出辐射功率方向图

当辐射功率的平均值、方差与极值满足天线电性能要求时，输出辐射功率方向图；

(13)更新表面随机误差均方根值

当辐射功率的平均值、方差与极值不满足天线电性能要求时，更新表面随机误差均方根值，转至步骤(3)；

步骤(8)中所述的计算辐射功率平均值，其具体方法如下：

根据理想远区辐射功率，结合输入的表面随机误差均方根值，通过下式计算辐射功率平均值

其中，P(u)表示观察方向u上的辐射功率，u表示远场观察方向，μ(P(u))表示观察方向u上的辐射功率平均值，G(u)表示观察方向u上的理想远区辐射功率，π为圆周率，λ为工作波长，ε为输入的表面随机误差均方根值；

步骤(9)中所述的计算辐射功率方差，其具体方法如下：

根据理想远区辐射功率平方值，结合输入的表面随机误差均方根值，通过下式计算辐射功率方差

其中，P(u)表示观察方向u上的辐射功率，u表示远场观察方向，σ²(P(u))表示观察方向u上的辐射功率方差，W(u)表示观察方向u上的理想远区辐射功率平方值，π为圆周率，λ为工作波长，ε为输入的表面随机误差均方根值；

步骤(10)中所述的计算辐射功率极值，其具体方法如下：

根据辐射功率平均值与辐射功率方差，通过下式计算辐射功率极值

其中，P(u)分别表示观察方向u上的辐射功率的上限极值与下限极值，P(u)表示观察方向u上的辐射功率，u表示远场观察方向，μ(P(u))表示观察方向u上的辐射功率平均值，σ²(P(u))表示观察方向u上的辐射功率方差。

2.如权利要求1所述的基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法，其特征在于，步骤(4)中所述的计算每环口径内远区辐射电场，其具体方法如下：

根据天线口径场幅度方向图、口径面划分环数，通过下式计算每环口径内远区辐射电场

其中，E_n表示第n环口径内远区辐射电场，u表示远场观察方向，n表示口径面上第n环，N为口径面划分环数，ρ表示口径面内节点归一化极坐标分量，Q(ρ)表示用户输入的口径场幅度分布函数，J₀(uρ)表示变量为uρ的零阶Bessel函数，dρ表示ρ的微分形式。