[发明专利]旋转对称天线罩和抛物面天线一体化电磁散射仿真方法

权利要求书

1.一种旋转对称天线罩和抛物面天线一体化电磁散射仿真方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，建立模型和局部直角坐标系：以旋转对称天线罩对称轴和抛物面天线对称轴的交点为坐标系原点O，在两条对称轴所在的平面分别建立旋转对称天线罩局部直角坐标系XOZ和抛物面天线局部直角坐标系X’OZ’；以该坐标系原点O为球心，建立一个完全包围抛物面天线的虚拟等效球面；在旋转对称天线罩局部直角坐标系XOZ下建立旋转对称天线罩的母线和虚拟等效球面的第一母线，在抛物面天线局部直角坐标系X’OZ’下建立抛物面天线的母线和虚拟等效球面的第二母线；然后对各条母线分别进行剖分离散；

第二步，加入激励源，确定激励向量：根据等效原理确定旋转对称天线罩上的等效入射电磁流和虚拟等效球面上的等效入射电磁流；

第三步，分别建立旋转对称天线罩局部直角坐标系XOZ和抛物面天线局部直角坐标系X’OZ’下的阻抗矩阵，并求解各自阻抗矩阵的逆矩阵；

第四步，确定散射矩阵和传输矩阵：散射矩阵是描述抛物面天线局部直角坐标系下，虚拟等效球面上等效入射电磁流和等效散射电磁流之间的关系；传输矩阵是描述旋转对称天线罩局部直角坐标系下，虚拟等效球面上的感应电流在旋转对称天线罩上产生的二次散射场和旋转对称天线罩上的感应电磁流在虚拟等效球面上产生的二次散射场；

第五步，通过坐标系旋转建立旋转对称天线罩局部直角坐标系XOZ和抛物面天线局部直角坐标系X’OZ’之间的关系，将虚拟等效球面上的等效电磁流在两个局部直角坐标系之间相互转换；

第六步，根据第二步～第五步的信息建立求解方程组，解算得到旋转对称天线罩和虚拟等效球面上的等效散射电磁流；

第七步，由互易定理确定雷达散射截面积。

2.根据权利要求1所述的旋转对称天线罩和抛物面天线一体化电磁散射仿真方法，其特征在于，第一步中所述旋转对称天线罩局部直角坐标系XOZ以旋转对称天线罩的旋转轴为Z轴，抛物面天线局部直角坐标系X’OZ’以抛物面天线的旋转轴为Z’轴；旋转对称天线罩完全在虚拟等效球面之外。

3.根据权利要求1所述的旋转对称天线罩和抛物面天线一体化电磁散射仿真方法，其特征在于，第一步中所述对各条母线分别进行剖分离散，具体方法如下：

使用三角基函数描述切向电磁流，使用傅里叶级数展开的轴向基函数描述周向电磁流，目标表面的电磁流可以展开为：

J(r)=Σα=-∞∞Σn=1N-1[aαntfαnt(r)+aαnφfαnφ(r)]]]>

M(r)=Σα=-∞∞Σn=1N-1[bαntfαnt(r)+bαnφfαnφ(r)]---(1)]]>

其中J(r)表示旋转对称体表面任意一点r点的电流，M(r)表示r点的磁流，表示电流J(r)使用旋转对称体基函数展开对应于第α个模式的第n个基函数切向方向的展开系数；表示电流J(r)使用旋转对称体基函数展开对应于第α个模式的第n个基函数周向方向的展开系数；表示磁流M(r)使用旋转对称体基函数展开对应于第α个模式的第n个基函数切向方向的展开系数；表示磁流M(r)使用旋转对称体基函数展开对应于第α个模式的第n个基函数周向方向的展开系数；α表示旋转对称体基函数的模式数；旋转对称体基函数表达式为：

fαnt(r)=t^Tn(t)ρejαφ]]>

fαnφ(r)=φ^Tn(t)ρejαφ,n=1,···,N-1---(2)]]>

其中T_n(t)表示三角基函数，是一维局部基函数，T_n(t)定义在两条相连接的剖分线段上，我们分别称这两条线段为前段和后段，其表达式为：

t表示r点的切向分量；ρ表示r点到z轴的垂直距离；φ表示r点的周向角；e^jαφ表示表示傅里叶级数展开对应于第α个模式的指数项；N表示旋转对称体母线剖分段数，即旋转对称体基函数对应的未知量的个数；表示第n个三角基函数对应的前段的起点切向分量，表示第n个三角基函数对应的前段的终点切向分量即后段的起点切向分量，表示第n个三角基函数对应的后段的终点切向分量；Δ_n表示前段的长度，Δ_n+1表示后段的长度；

抛物面天线的母线按照十分之一波长1/(10λ)剖分，旋转对称天线罩的母线按照十分之一介质波长剖分，虚拟等效球面的母线按照七分之一波长1/(7λ)剖分，ε_r表示介质的相对介电常数，其中λ表示入射电磁波在空气中传播时的波长。