[发明专利]一种基于阵元互耦的大型变形阵列天线副瓣性能预测方法

摘要

本发明公开了一种基于阵元互耦的大型变形阵列天线副瓣性能预测方法，包括根据阵列天线的结构参数和材料属性，确定阵列天线结构有限元模型；利用有限元软件进行结构有限元分析，得到阵列天线变形后阵面内阵元的位置偏移量，确定阵元的新坐标；根据阵元的新坐标，将阵列天线交叉划分成子阵，用子阵的互耦参数矩阵构建变形阵列天线整体的互耦参数矩阵；根据阵元的位置偏移量和阵元间的互耦参数，利用阵列天线机电耦合模型，计算天线远区电场分布；根据阵列天线远区的电场值，建立功率方向图极值与阵元幅度相位的关系式，计算天线的副瓣电平，从而实现阵列天线副瓣性能的快速预测。本发明可用于指导天线的结构设计以及天线副瓣性能的分析与评价。

主权项

一种基于阵元互耦的大型变形阵列天线副瓣性能预测方法，包括如下过程：(1)根据阵列天线的结构参数和材料属性，确定阵列天线结构有限元模型；(2)利用有限元软件，对振动载荷下的阵列天线结构进行动力学分析，得到结构变形后阵元的位置偏移量，进而确定阵元的新坐标；(3)根据阵元的新坐标，将阵列天线交叉划分成Nu个子阵，利用电磁仿真软件分别获取各子阵的互耦参数矩阵，并用Nu个子阵的互耦参数矩阵构建变形阵列天线整体的互耦参数矩阵；(4)根据阵元的位置偏移量和阵元间的互耦参数，利用阵列天线机电耦合模型，计算天线远区电场分布；(5)根据阵列天线远区的电场值，建立功率方向图极值与阵元幅度相位的关系式，计算天线的副瓣电平；根据电场分布计算出天线功率方向图归一化功率方向图函数并用分贝表示，对功率方向图函数求二阶导数计算出功率方向图函数极大值对应的方位角，最后求解方程组将得到功率方向图函数中极大值对应的方位角代入归一化功率方向图函数中，得出副瓣电平；(6)根据天线设计的副瓣电平要求，判断计算出的副瓣电平是否满足要求，如果满足要求则天线结构设计合格；否则，修改结构设计参数，并重复步骤(1)至步骤(5)，直至满足要求。