[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

说明书

本发明公开了一种基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法，包括：输入反射面天线几何参数与电参数；输入口径面划分环数；输入表面随机误差均方根值；计算每环口径内远区辐射电场；计算环与环之间远区辐射电场；计算理想远区辐射功率；计算理想远区辐射功率平方值；计算辐射功率平均值；计算辐射功率方差；计算辐射功率极值；判断电性能是否满足要求；输出辐射功率方向图；更新表面随机误差均方根值。本发明基于二阶近似公式，从概率的角度获得了反射面天线表面随机误差对电性能的影响，可指导反射面天线面板加工与制造。

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体涉及雷达天线领域中的一种基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法。

背景技术

反射面天线广泛应用于射电天文、雷达、通新、探测等领域。反射面天线容易受到外载荷等引起的系统误差与加工制造安装引入的随机误差影响，导致天线电性能恶化。表面随机误差主要由面板加工制造过程引入，是影响天线电性能，尤其是副瓣性能的重要方面。因此，需要针对天线表面随机误差对电性能的影响展开研究，以指导天线面板加工制造。

Y.Rahmat-Samii在文献“An efficient computational method forcharacterizing the effects of random surface errors on the average powerpattern of reflectors”(IEEE Trans.Antennas and Propagation,1983年第31卷第1期，92-98)公开了一种基于概率方法分析天线表面随机误差对电性能影响的分析方法。王猛、段宝岩、王伟等人在文献“反射面天线表面误差对平均功率方向图的影响”(西安电子科技大学学报，2014年第41卷第6期188-194)中提出了一种表面随机误差与系统误差同时存在下的平均功率方向图计算方法。由于现有方法均是将表面误差以相位误差的形式引入到电性能计算中，导致在公式推导中的繁琐与耗时，难以形成快速分析的目的。P.Rocca、N.Anselmi、A.Massa等人在文献“Interval arithmetic for pattern toleranceanalysis of parabolic reflectors”(IEEE Trans.Antennas and Propagation，2014年第62卷第10期4952-4960)公开了一种基于区间分析的反射面表面随机误差分析方法，由于区间分析的弱依赖性与区间放大的缺陷，该方法无法准确获得功率方向图的上下限。因此，需要从概率的角度出发，准确分析表面随机误差对天线功率方向图的影响。因此，本发明针对天线表面随机误差影响，将相位误差以二阶泰勒级数的形式进行表达，提出一种基于二阶近似公式的随机误差分析方法，并以此指导反射面天线面板加工与制造。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法。该方法基于二阶近似公式，考虑反射面面板结构形式，从概率的角度提出了一种基于二阶近似公式的随机误差分析方法，并以此指导反射面天线面板加工与制造。

本发明的技术方案是：基于二阶近似公式的反射面天线表面随机误差分析方法，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；