[发明专利]一种微波共形天线的建模方法

说明书

本发明公开了一种微波共形天线的建模方法，属于天线设计领域，包括如下步骤：S1：初步构建共形天线结构；S2：对该天线进行电气参数优化；S3：构建仿真模型，对获得的收发天线的结构数据进行仿真；S4：对由S3获得的仿真结果进行综合评估，输出设计结果。本发明的微波共形天线的建模方法，其预先设计一种共形天线结构，并构建天线仿真模型，针对不同的安装环境，对其进行相应的物理参数边界限制，在此基础上，通过粒子群算法优化，进行反复迭代更新，获得最优的天线结构参数，通过上述方法，使得天线建模时间得到了极大的缩短，在保证天线性能的同时提高了天线建模的效率。

技术领域

本发明属于天线设计领域，具体涉及一种微波共形天线的建模方法。

背景技术

随着近几年的快速发展，通信领域已经成为了热门的发展方向，而在通信领域中，天线也是其中尤为重要的一环，其通过电磁波来传递和/或接收信息，实现无线信息传输，也正是如此，天线的应用场景非常广泛，其设置在建筑、车辆、船舶、飞机等诸多载体上。

现在，越来越多的载具需要设置相关的天线结构，但同时，如汽车、飞机等载具对天线轻量化、小型化的要求更高，因此，能够与载具外表面相贴合、体积小、载荷低、不会破坏载具气动布局的共形天线就越发吸引研究人员的目光。

现有的共形天线设计需要根据应用场景的不同，在进行相应的建模设计工作，整体流程较为复杂且繁琐，亟需一种可以简化流程，快速高效的建模方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种微波共形天线的建模方法，其中通过采用粒子群算法优化方法，并且对不同的电气参数进行加权赋值，获得自适应值函数，多次迭代，快速获取优化后的结构参数，实现天线建模效率的提高。

为实现上述目的，本发明提供一种微波共形天线的建模方法，其包括如下步骤：

S1：初步构建共形天线结构；

所述天线结构包括外部框架，以及设置于外部框架内部的天线单元，所述天线单元包括收信天线单元和发信天线单元，所述收信天线单元与所述发信天线单元为依次间隔排列设置的多个，辐射电缆设置于背离天线单元收发信号的一侧，所述辐射电缆为辐射单元，并根据实际的设备外观对共形天线进行赋形设计，确定外部框架结构，同时确定内部天线单元的类型、个数、物理尺寸限制以及辐射电缆的长度；

S2：对天线单元的电气参数与物理参数进行优化；

所述天线单元的物理参数包括天线宽度、天线长度、介电常数、介质板厚度，与之对应的，所述天线单元的波束宽度、谐振频率、增益、带宽这些电气参数与上述物理参数之间相关联，通过对电气参数进行加权赋值，构建自适应值函数，继而采用粒子群算法对自适应值函数进行运算，获得最大的自适应值，再通过所获得的自适应值，对所述天线单元的电气参数与物理参数进行更新，得到最优的电气参数以及物理参数；

S3：构建仿真模型，对获得的收发天线的结构数据进行仿真；

S4：对由S3获得的仿真结果进行综合评估，如果其工作范围内的驻波比大于2db或者回波损耗不小于-16db，返回步骤S2，如果否，则输出设计结果。

进一步地，在步骤S2中，包括如下步骤：

S2(1)：初始化粒子群参数；

S2(2)：通过对电气参数加权构建自适应值函数，并获得最大自适应值；

S2(3)：通过最大自适应值对物理参数进行更新；

S2(4)：将当前适应值与历史最优适应值进行比对，找到全局最优位置；

S2(5)：重复步骤(2)～(4)，直到迭代次数结束为止，此时将收敛。