[发明专利]一种热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法

权利要求书

1.一种热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，具体步骤包括：

建立天线罩热、力、电仿真的共享网格模型；

获得天线罩在外部热载荷作用下的瞬时温度场以及在热载荷和力载荷联合作用下形变后的共享网格模型的几何结构；

细化形变后共享网格模型，获得电磁仿真网格模型；

基于形变后的共享网格模型及其温度场，通过插值获得电磁仿真网格模型的温度场；

将电磁仿真网格模型的几何结构信息和温度信息输出到电磁数值计算模块中，构建热力电三场耦合下天线罩电磁数值计算模型；

根据所述热力电三场耦合下天线罩电磁数值计算模型进行全波仿真计算，获得热力电三场耦合下天线罩电性能。

2.根据权利要求1所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述天线罩热、力、电仿真的共享网格模型包括：网格划分采用四面体单元，四面体单元尺寸由热力学仿真计算精度需求确定，该尺寸大于电磁仿真所需尺寸。

3.根据权利要求2所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述热载荷的条件为：随时间变化的冷壁热流、恢复焓和压力；随时间变化的热壁热流；或者，随时间变化的温度。

4.根据权利要求3所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述力载荷条件为气动压力和惯性载荷。

5.根据权利要求4所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，将天线罩共享网格模型节点的原始三维坐标叠加上热力载荷作用下的形变量，继而生成天线罩共享网格模型变形后的节点三维坐标，获得所述形变后的共享网格模型的几何结构。

6.根据权利要求5所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，利用网格剖分及细化技术，对天线罩形变后的共享网格模型进行进一步细化离散，获得所述电磁仿真网格模型。

7.根据权利要求6所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述细化离散仍采用四面体单元，细化后的网格单元尺寸不超过罩体材料的十分之一介质波长。

8.根据权利要求7所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，基于形变后的共享网格模型的节点坐标及其温度，利用线性插值技术，获得电磁仿真网格模型的节点温度。

9.根据权利要求8所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，对电磁仿真网格模型的几何信息和各节点温度信息进行排序输出。

10.根据权利要求9所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述对电磁仿真网格模型的几何信息和各节点温度信息进行排序是将透波罩体各四面体单元的单元编号、节点坐标和节点温度信息按一一对应关系进行排序后分别输出。

11.根据权利要求10所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，所述热力电三场耦合下天线罩电磁数值计算模型的步骤还包括：

1)创建若干个典型时间剖面的热力电三场耦合下天线罩电磁仿真网格模型；

2)获取四面体网格单元的温度，单元温度取其节点温度的均值；

3)根据材料属性随温度变化规律，赋予每个四面体网格单元相对介电常数和损耗角正切；

4)基于等效原理，以面网格离散方式，提取天线口面场的等效电磁流，或者包裹整个天线实体的封闭曲面上的等效电磁流，将每一网格面片上的电磁流看作等效辐射点源，来等效天线实体的辐射特性。

12.根据权利要求11所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，热力电三场耦合下天线罩电磁数值计算模型进行全波仿真计算，采用基于体等效原理的矩量法仿真计算电性能。

13.根据权利要求12所述的热力电三场耦合下天线罩电性能全波数值计算方法，其特征在于，采用基于体等效原理的矩量法仿真计算电性能的主要步骤包括：

1)基于四面体网格模型，采用SWG基函数展开整个罩体结构内的电位移矢量；

2)基于体等效原理，建立电场方程；

3)根据加辽金法，采用SWG基函数为试函数，对电场方程进行测试，生成离散矩阵方程；

4)求解矩阵方程，获得罩体结构内的等效体电流；

5)根据天线等效辐射点源和罩体结构内的等效体电流，分别外推出无罩天线辐射远场、带罩天线辐射远场；

6)对比带罩天线和无罩天线远场方向图，进而获得天线罩电性能。