[发明专利]船舶大型阵列天线间电磁耦合反衍预测方法

摘要

本发明提供船舶大型阵列天线间电磁耦合反衍预测方法，依据发射阵列天线对接收阵列天线阵元的电磁耦合理论，对发射阵列天线样机和接收阵元天线建立全波电磁模型，并采用一致性绕射理论和基于幅相合成理论的矢量叠加方法对发射阵列天线样机的耦合场进行预先混合仿真求解；在开阔试验场进行局部阵列天线的电磁耦合试验，将局部阵列天线的电磁耦合试验结果与网络参数模型对比验证，用实际条件下的量化因子修正干扰场传播模型，以保证仿真计算与试验结果相吻合。本发明方法既发挥了全波数值方法的精确性优点，又为模拟试验校正提供了接口，通过反衍计算解决了理想状态下开展仿真计算导致的过设计或欠设计问题。

主权项

船舶大型阵列天线间电磁耦合反衍预测方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）根据船舶大型阵列天线的类型制作局部阵列天线样机，局部阵列天线样机分为发射阵列天线样机和接收阵列天线样机，发射阵列天线样机由发射阵元天线及其发射组件组成，接收阵列天线样机由接收阵元天线及其接收组件组成；对局部阵列天线样机建立全波电磁仿真模型；根据需求建造船舶上层建筑模拟钢结构，模拟钢结构为仿真模型或实际模型；2）测试发射阵列天线样机中每个发射阵元天线的发射组件输出的主频频谱和带外频谱，获得发射组件输出端频率和电压数据，作为发射阵元天线激励参数对全波电磁仿真模型赋值，用矩量法计算发射阵列天线样机中每个发射阵元天线的表面电流密度和阵元天线间互阻抗，进一步求得每个发射阵元天线的辐射场；引入一致性绕射理论建立辐射场传播模型，将积分方程转变为线性方程组，采用矢量叠加求解发射阵列天线样机在上层建筑表面的直射场、反射场和绕射场；3）将发射阵列天线样机和单个接收阵元天线安装于上层建筑模拟钢结构外壁表面，测试发射阵列天线样机的辐射场，量化分析上层建筑模拟钢结构外壁表面引起的反射和绕射对电磁耦合的影响，校验发射阵列天线辐射场传播模型；4）将接收阵列天线样机平均划分为四个子阵列，分别以单个接收阵元、单个子阵列和子阵列组合的方式进行接收，获取接收阵元和子阵列数量递增时，主频和带外耦合电平在射频输出端的变化规律，建立接收阵元、接收子阵列数量与电磁耦合电压的相关性模型；5）采用步骤2）中求得的发射阵元天线间互阻抗，构建完整大型发射阵列天线辐射模型；采用步骤3）中辐射场传播模型构建并校验发射阵元天线与接收阵元天线之间基于多端口网络的互阻抗矩阵函数，求得发射阵元天线与接收阵元天线之间的耦合系数，采用矢量叠加原理求得完整大型发射阵列天线对接收阵元的耦合电压；采用步骤4）中接收阵元、接收子阵列数量与电磁耦合电压的相关性模型，求得完整大型发射阵列天线辐射场对完整大型接收阵列天线的电磁耦合电压。