[发明专利]基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法

摘要

本发明公开了基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，用于解决现有分析方法不能施加天线细节变形信息，结构网格与电磁网格不匹配，结构分析与电磁分析脱节的问题。其实现过程是：根据天线的结构参数建立其有限元模型；对有限元模型的网格进行细化；进行结构分析，提取变形后结构模型；将结构模型的四面体体单元向三角形面单元转换；提取和合成天线的内腔模型；将内腔模型转化为电磁分析模型；进行电磁分析，得到天线的电性能。本发明将平板裂缝阵天线的结构网格转换为电磁网格，集成了结构分析与电磁分析，显著提高天线的分析精度和效率，可用于微波频段平板裂缝阵天线、反射面天线和滤波器的分析与设计工作。

主权项

一种基于网格转换的平板裂缝阵天线机电综合分析方法，包括如下步骤：(1)根据平板裂缝阵天线的实际结构参数，通过结构分析软件建立平板裂缝天线的有限元三维模型；(2)从平板裂缝天线有限元三维模型中分别提取出天线辐射面、耦合面、激励面的网格节点坐标，构建辐射面、耦合面和激励面的原始结构网格；(3)根据天线的工作频率对辐射面、耦合面和激励面的原始结构网格进行细化：(3a)根据平板裂缝天线的工作频率，确定网格划分大小；(3b)将辐射波导的原始结构网格中的每一个三角形一分为四，即把每一个三角形三条边的中心线连接在一起，将每一个三角形划分成四个小三角形；(3c)判断细化后的网格是否满足步骤(3a)确定的网格大小要求，如果满足，则细化结束，反之，重复步骤(3b)，进一步细化网格，直到满足步骤(3a)确定的网格大小要求为止；(3d)针对天线耦合波导和激励波导的原始结构网格，重复上述步骤(3b)至步骤(3c)，得到各自细化后的天线结构网格。(4)根据有限元分析软件对细化后的天线结构网格进行结构分析，得到天线变形之后的结构模型；(5)将天线变形之后的结构模型中的四面体体单元转换为三角形面单元；(6)根据天线的三角形面单元建立天线表面模型，由天线表面模型中提取并合成天线变形后结构的内腔模型；(7)将天线的内腔模型按如下步骤转换为电磁分析模型：(7a)将天线的内腔模型转换成wrl格式文件；(7b)从wrl格式的文件中将各个天线子阵取出，并将其转换成geo文件；(7c)对子阵的geo文件进行盒内删除，得到新的开缝geo文件；(7d)将步骤(7c)得到的新的开缝隙geo文件转化成dat文件；(7e)将生成的dat文件导入专业电磁分析软件FEKO中，合成天线电磁分析模型。(8)根据步骤(7)得到的天线电磁分析模型，导入到电磁分析软件中，设置辐射边界，激励，计算天线的电性能参数，如果满足预设的电性能计算精度要求则完成计算，反之，重复步骤(1)至步骤(7)，直到满足预设的电性能计算精度要求为止。