[发明专利]载车平台异形曲面共形阵天线设计方法

权利要求书

1.一种载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于包括如下步骤：根据抛物球柱面异形曲面阵列流型，将异形曲面共形阵列流型分为抛物面部分、部分球面部分和柱面部分，顶部为抛物部分，抛物面下部为采用圆弧过渡连接柱面的部分球面部分，按照天线子阵内天线单元半波长均匀排布的规则，抛物面部分划分为从上抛物面第一层到下抛物面第N_1θi层，球面部分划分为梯形、准矩形两种子阵类型，在俯仰向每层的方位角φ＝0°建立xyz三维直角坐标系，构建抛物球柱面构成的异形曲面共形阵列，且抛物面部分从上到下分为N_1θi层，球面部分从上部球面第一层到下部N_2θi层，柱面部分从上部柱面第一层到下部N_3θi层，得到抛物球柱面构成的异形曲面阵列流型；在异形曲面阵列流型的基础上，按照天线子阵内天线单元半波长均匀排布的规则构建天线子阵，建立基于曲面子阵级的异形曲面天线阵列；然后以曲面子阵作为基本单元，将天线子阵排布到异形曲面共形阵上，在构建的异形曲面阵列流型的基础上，按照等面积区域中心排布规则，得到基于曲面子阵级的异形曲面天线阵列，其中，N_1θi，N_2θi，N_3θi为数学代号。

2.根据权利要求1所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：建立工作频率f＝1.9GHz-2.5GHz的异形曲面共形天线阵列的坐标，并且将异形曲面共形天线阵列流型分为抛物面部分、部分球面部分和柱面部分三部分：按波长λ，柱面部分柱面高度为h2，h2＝7.2λ，抛物面部分高度为h0，h0＝0.75λ，部分球面部分高度h1，球面高度为h1＝6.8λ，球面高度削减比例α＝0.82，则h0+h1＝7.55λ＝α*r0，其中，r0为球柱面半径。

3.根据权利要求2所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：抛物面部分为旋转抛物面，抛物面部分对应的母线由以下计算公式确定：z＝-4py²+q，q＝α*r0，q为抛物面顶点的值，部分球面部分为旋转球面，部分球面部分对应的母线由以下计算公式确定：y²+z²＝r0²，z∈[0,h1]，其中，z表示抛物面的母线沿Z轴方向坐标，y表示球面的母线沿Y轴方向的坐标，p表示抛物线的焦点，h0为抛物面部分高度，h1为球面高度，α为球面高度削减比例，r0为球柱面半径。

4.根据权利要求3所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：旋转柱面部分对应的母线由以下计算公式确定：x＝r0,y∈[-r0,r0]，其中，x表示柱面的母线沿x轴方向的坐标。

5.根据权利要求3所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：根据共形阵上坐标点a(0，0，h0+h1)、c(0，r0，0)分别确定旋转抛物面、旋转球面和旋转柱面的母线方程，抛物面部分对应的母线方程为：z＝-1.5625×10^-4·y²+7.5λ，z∈[6.8λ，7.5λ],柱面对应的母线方程为：x＝9.2λ，z∈[0，-7.2λ],y∈[-9.2λ，9.2λ]。

6.根据权利要求1所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：在三维直角坐标系原点θ＝0，φ＝0的位置用(r、θ、φ)这3个有序实数来表示球坐标，任意一点的坐标用(x、y、z)坐标表示，r为球面半径，极角θ是z轴与r的夹角，它的取值范围是[0,π]，z轴上任何点的极角都是0；方位角φ由x轴与y轴确定的平面上起始于x轴，沿逆时针方向量出的角度，将球面上的任意一点的三维直角坐标记做P(x,y,z)，球坐标记做P(r,θ,φ)。

7.根据权利要求1所述的载车平台异形曲面共形阵天线设计方法，其特征在于：抛物面部分从上到下共N_1θi层、球面部分从上到下共N_2θi层、柱面部分从上到下共N_3θi层，天线子阵内设置单元间距d0为0.5λ，λ为2.2GHz对应波长。