[发明专利]一种航天器舱内电场测量天线的转换系数计算方法

摘要

一种航天器舱内电场测量天线的转换系数计算方法，利用软件仿真的方法建立收发链路模型，并在测量天线包络上建立电场探针，模拟喇叭天线模型口面与测量天线模型口面之间不同距离条件下的收发链路模型，获取电场探针数值和测量天线端口电压数值，并对获取的数值进行拟合，获得电场探针数值和测量天线端口电压数值之间的关系曲线，最终获得测量天线的转换系数，该方法通过计算机模拟的方法实现了航天器舱内电场测量天线的转换系数的获取，与现有方法相比，大大简化了求解过程，缩短了求解时间，节约了求解成本，最大程度上满足了航天器舱内电场测量天线的转换系数计算的需求。

主权项

一种航天器舱内电场测量天线的转换系数计算方法，其特征在于包括以下步骤：(1)根据待求转换系数的频率范围f，在电磁仿真软件中建立喇叭天线的模型，所述喇叭天线的工作频段覆盖待求转换系数的频率范围f；(2)根据预先给定的测量天线的结构尺寸参数和电气性能指标，在电磁仿真软件中建立测量天线的模型，所述电气性能指标包括天线的电压驻波比和增益，所述测量天线的结构尺寸参数包括介质基板尺寸、辐射贴片尺寸、馈电探针位置和材料特性；(3)在电磁仿真软件中，利用步骤(2)中建立的测量天线模型，仿真计算出测量天线的电压驻波比和增益，并与步骤(2)中预先给定的天线电压驻波比和增益比较，若达到指标要求，则进入步骤(4)；否则，对测量天线模型的结构尺寸参数进行调整后再进行仿真计算和比较，直到达到指标要求后进入步骤(4)；(4)以步骤(1)中的喇叭天线模型作为发射天线，步骤(3)中的测量天线模型作为接收天线，建立收发链路模型，所述喇叭天线模型口面与接收天线模型口面之间的距离为L；(5)在步骤(3)中建立的测量天线模型结构包络上建立N个电场探针；(6)设置L＝L1；(7)设置喇叭天线和测量天线的馈电端口为波导端口，喇叭天线端口馈电功率为P_in，求解频率为f，仿真计算收发链路模型；(8)在收发链路模型仿真计算完成后，从计算结果中获取喇叭天线到测量天线端口的传输系数，并进行Round数学求整，记为S₂₁，则测量天线端口接收功率P_out由公式：P_out＝P_in+S₂₁给出；(9)从计算结果中获取测量天线结构包络的N个电场探针的数值，去除N个值中的最大值和最小值，将剩余N‑2个电场值取平均数，并进行Round数学求整，记为E_av；(10)将步骤(8)中获得的P_out值设为X轴，步骤(9)中获得的电场平均值E_av设为Y轴，在直角坐标系中描出此点；(11)设置L＝L2，重复(7)～(10)步；(12)设置L＝L3，重复(7)～(10)步；(13)将(10)～(12)步在直角坐标系中描出的3点按照最小二乘法进行曲线拟合，所得直线为所求频点f处测量天线测量电场强度与端口接收功率之间关系曲线；(14)在步骤(13)获取的关系曲线上任意取一点(x，y)，频点f处测量天线的转换系数TF通过公式：TF(dB/m)＝y(dBuV/m)‑107(dB)‑x(dBm)给出。