[发明专利]一种反射面天线口径场分布的优选方法

摘要

本发明涉及一种反射面天线口径场分布的优选方法，其特征在于：所述方法将反射面投影口径划分为一系列连续的圆环区域和一个中心圆形区域，并假设每个区域内电磁场分布的幅度、相位和极化均相同，以反射面天线口径场积分的方向图是否满足应用要求作为评价函数，通过优化方法优化各个圆环区域内电磁场的相对幅度，得到满足应用要求的反射面天线口径场的分布。所述方法适用于各种反射面天线口径场的优选。

主权项

一种反射面天线口径场分布的优选方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将反射面天线(1)沿辐射方向的投影口径(2)划分为N个不同直径的同心圆环(3)和位于圆心的一个中心圆形区域(4)；其中，除最内侧和最外侧的两个同心圆环外，其余每个同心圆环的内径等于其内侧相邻同心圆环的外径，其外径等于外侧相邻同心圆环的内径，最内侧同心圆环的内径等于中心圆形区域的直径，位于最外侧的同心圆环的外径等于反射面天线的投影口径的直径；各同心圆环依次排列并与中心圆形区域共同组成整个反射面天线的投影口径；N为大于1的自然数；(2)假设每一同心圆环上的电磁场分布幅度相等、相位一致且极化相同，则每一同心圆环的辐射场F_n(θ)表示为：F_n(θ)＝A_n*(J₁(u_n)/u_n‑J₁(u_n‑1)/u_n‑1)u_n＝π*D_n*sin(θ)/λu_n‑1＝π*D_n‑1*sin(θ)/λ式中θ为观察点的射线与天线辐射方向夹角，A_n为第n个圆环内电磁场的幅度，λ为反射面天线工作频率对应的工作波长，D_n和D_n‑1分别为反射面天线投影口径第n和n‑1个圆环的外径，π为圆周率，J₁为第一类一阶贝塞尔函数；中心圆形区域的辐射场F₀(θ)表示为：F₀(θ)＝A₀*J₁(u₀)/u₀u₀＝π*D₀*sin(θ)/λ式中，A₀为中心圆形区域内电磁场的幅度，D₀为反射面天线投影口径中心圆形区域的直径；(3)在忽略绕射的情况下，反射面天线的辐射场F(θ)表示为：$\begin{array}{c}F\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}{F}_n\left(\mathrm{\θ}\right)+F_0\left(\mathrm{\θ}\right)\\ =A_n*\left(J_1\right(u_n)/u_n-J_1\left(u_{n-1}\right)/u_{n-1})\\ =\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}{B}_n*J_1\left(u_n\right)/u_n\end{array}$式中当n＝N时，B_n＝A_n；当n≠N时，B_n＝A_n‑A_n+1；(4)根据应用要求建立目标辐射场F’(θ)，采用优化算法对B_n进行优化，使反射面天线的辐射场F(θ)与目标辐射场F’(θ)的差距最小；或者，根据应用要求建立F(θ)的评价函数I(F(θ))，采用优化算法对B_n进行优化，使F(θ)的评价函数I(F(θ))取最大值；(5)将反射面天线口径各区域对应的B_n归一化，得到优选的反射面天线口径场分布；完成反射面天线口径场分布的优选。