[发明专利]一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统

说明书

一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，实现幅度相等双载波入射大口径网状天线无源互调分析评价。首先将大口径网状天线在载波中心频率处进行频域电磁场仿真，获得网状天线的表面功率密度分布，结合大口径网状天线与馈源的相对位置，载波入射方向与网状反射面法向的夹角区间。其次依据仿真结果进行金属网样本无源互调实验测量矩阵构建，利用金属网样本无源互调测量系统，实现测量矩阵对应金属网样本无源互调的测量。根据测量结果拟合出金属网无源互调与网状天线表面功率密度之间的函数关系。将大口径网状天线按功率密度划分为不同的区域，带入拟合函数，即可获得馈源端口处网状天线无源互调的功率密度。从而实现大口径网状天线无源互调功率密度的确定。

技术领域

本发明涉及一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，属于天线无源互调领域。

背景技术

无源互调(PIM,Passive Intermodulation)是指是指在大功率条件下，当输入两个或者两个以上载波时，由于微波无源部件的非线性导致载波信号互相调制，产生载波频率的组合产物的现象。在收发共用的星载通信系统中，如果发射信号不同载波之间产生的交调产物落入接收频带，互调产物将和接收信号同时进入接收机，形成干扰，采用传统滤波和隔离的办法无法解决。这时，无源互调问题成为关系整个系统成败的关键问题之一。

网状可展开天线由于其具有质量轻、天线收拢状态的体积小、天线展缩比大等特点，在空间应用中广泛使用。作为星载收发共用通信系统中的关键部件的网状可展开天线，其无源互调性能的优劣直接影响通信系统的性能。为确保系统的正常运行，必须对于网状天线无源互调性能进行评估。

目前，大口径网状天线一般采用Harris公司所提出的样本估算法，即利用小尺寸的金属网样本，测量其无源互调电平，然后根据网状天线与样本之间口径面积之比以求和的方式估算出大口径网状天线的无源互调性能。然而，这样的计算方法，没有考虑网状天线表面功率密度的分布情况及入射角度的影响，对于网状天线口径幅度锥削较大时，其误差非常大，只适用于初步评估。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服目前大口径网状天线无源互调功率密度确定方法未考虑实际反射面上的功率分布情况，对于网状天线口径幅度锥削较大时，其误差非常大，无法实现大口径网状天线无源互调功率密度的精确确定的不足，本发明提供了一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，结合电磁仿真与金属网样本无源互调实验，既保证了结果的精确性，又实现了大口径网状天线无源互调功率密度确定的便利性，有效解决了大口径网状天线无源互调功率密度精确确定的难题。

本发明的技术解决方案是：一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，步骤如下：

(1)对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围；

(2)离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；

(3)对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；

(4)拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；

(5)将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子S_Region,i；

(6)在N*M个区域的每个区域中，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。

大口径网状天线是的大口径是指口径大于四倍电波长。

入射角是指入射到大口径网状天线的信号与大口径网状天线的法向夹角。