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机载天线罩分析和设计的研究

张璐  
【摘要】: 本文针对天线罩工程设计中的实际问题,在传统射线寻迹方法的基础上,引入 了处理问题更为灵活有效的射线寻迹-表面积分方法分析系统的辐射特性。同时以此 为出发点,提出了一种改进的射线寻迹方法用来计算天线罩中的电小尺寸天线辐射 特性,拓展了射线方法的应用范围。这种方法主要是基于射线从天线的中心点辐射, 彼此之间并不平行的假设。通过给出该假设下射线场幅度和方向的分布,文中具体 计算了平面等角螺旋天线在罩内的远区特性。通过和理论数据的比较,计算结果显 示了较好的一致性。文中关于射线方法的另一个扩展就是将计算机辅助几何设计中 成熟的NURBS技术引入到天线罩的曲面拟合中。与原有的平面拟合方法相比,显著 改善了拟合和计算的精度。使任意复杂形状的天线罩均可以通过射线寻迹-表面积分 方法系统的加以分析和计算。 随着射线方法应用范围的不断扩展,天线罩的设计中的最优化问题成为必然的 发展趋势。本文针对目前建立在射线寻迹方法基础上的单一平板优化数学模型的局 限性,根据射线寻迹-表面积分法的特性,提出了基于天线罩被照射局部的曲面数学 模型。同时按照最大最小原理建立了二重优化模型。通过复合形方法求解了与透波 系数、瞄准误差和交叉极化相联系的目标函数的优化问题。从而真正意义上实现了 对于天线-天线罩系统的一体化最优分析和设计。文中给出具体实例的计算结果显示 了较好的性态。


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