[发明专利]一种参数可变的精确等离子体天线辐射性能仿真方法

摘要

本发明公开了一种参数可变的精确等离子体天线性能仿真方法，从而可以对等离子体天线辐射性能与等离子体物理特性之间的关系进行详细分析，继而提高模拟精。首先，根据所需设计天线的体制和工作频段，确定天线的物理模型及天线的入射电磁波频率，代入Drude色散方程，并以等离子体相对介电常数的值能够表征导电性作为限制，计算获得等离子体频率ωpe和等离子体碰撞频率v；采用CST软件建立天线模型，天线材料采用色散模型，并利用上述ωpe和v设置色散模型参数，然后启动仿真，获得天线辐射性能结果；最终查看天线辐射性能结果，判断结果是否满足需求，如果不满足要求，则重新确定一组参数重复上述步骤。

主权项

1.一种参数可变的等离子体天线性能仿真方法，其特征在于，包括：步骤一、根据所需设计天线的体制和工作频段，确定天线的物理模型及天线的入射电磁波频率ω；步骤二、利用所述天线的入射电磁波频率ω代入Drude色散方程，并以等离子体相对介电常数εr的值能够表征导电性作为限制，计算获得等离子体频率ωpe和等离子体碰撞频率v；步骤三、采用三维电磁场仿真CST软件，建立天线模型：本步骤中，根据所述天线的物理模型在CST软件中以绘图方式确定天线尺寸，将等离子体材料等价于色散材料，则天线材料选择CST软件中提供的色散模型，根据步骤二确定的等离子体频率ωpe和等离子体碰撞频率v的值进行色散模型中等离子体频率ωpe和等离子体碰撞频率v这两个参数的设定，色散模型中的其他参数置空；步骤四、在CST软件中设置天线的工作频段参数和辐射边界后，启动仿真，获得天线辐射性能仿真结果，包括S11曲线、E面和H面方向图及三维增益方向图；步骤五、查看天线辐射性能结果，判断结果是否满足需求：如果不满足要求，则返回步骤二重新确定一组等离子体频率ωpe和等离子体碰撞频率v参数，并执行步骤三～五；如果满足要求，结束当前参数下的仿真；在步骤五判定满足要求时，进一步多次改变等离子体频率和等离子体碰撞频率，从而改变等离子体的性质，查看不同情况下的天线辐射性能；所述多次改变等离子体频率和等离子体碰撞频率的顺序为：先保持等离子体频率不变，改变等离子体碰撞频率，重复步骤三～四，记录增益仿真结果，获得等离子体频率不变时等离子体碰撞频率的变化趋势；接着，保持等离子体碰撞频率不变，改变等离子体天线的等离子体频率，重复步骤三～四，记录增益仿真结果，获得等离子体碰撞频率不变时等离子体频率的变化趋势；根据所仿真结果找到满足性能要求的最优组合。