[发明专利]一种暗室球面阵紧缩场静区特征谱分析方法

说明书

本发明公开了一种暗室球面阵紧缩场静区特征谱分析方法，包括，根据频段和紧缩场尺寸，设计馈源天线、反射面和球面阵模型；将设计的模型导入电磁建模软件，提取出静区场采样点的电场分布；根据静区场采样点的电场分布，计算静区场角谱分布；根据静区场角谱分析绕射场分布。本发明由于电磁建模软件可以直接生成静区场数据，不需要考虑口径面场分布和自由空间网络响应函数，可以分析球面阵对紧缩场的影响。

技术领域

本发明涉及一种暗室球面阵紧缩场静区特征谱分析方法，属于紧缩场设计领域。

背景技术

在反射面紧缩场(紧缩场：在微波暗室中，在有限的空间内模拟远场辐射、散射条件得到的电磁场)设计过程中,为了要获得稳定的静区场(静区场：在微波暗室中，待分析目标所在的位置，需要具有电场相位、幅度稳定的特点)分布,需要对反射面形状和照射场分布进行优化设计,但是,由于在静区场存在多种绕射场成分,空间内会形成不均匀的驻波分布,在频率改变时,空域场分布随之改变。在进行紧缩场优化设计时，为了考察设计的优劣，常规方法为在多个频点上比较静区得驻波峰值或均方根的变化，并在全频段进行综合，工作量较大。并且由于这一类指标仅反映了多种绕射场成分并存的总场变化，没有建立起与某一类绕射场的直接关系，因此不方便分析绕射场产生的机理。

目前，根据卷积法的口径近场角谱分析方法可以用来分析紧缩场的绕射场特征，由于口径近场或远场可以表示为口径场合空间网络相应函数的卷积，因此可以导出口径近场和远场的角谱为口径场角谱和网络响应函数(将空间当作是滤波器，在空间任意一点放置一个冲击脉冲，然后在空间任何其它一点接收得到的电场，冲击脉冲和接收得到电场之间的函数，就是网络响应函数)角谱的乘积，从而计算口径近场和远场的角谱。其中，首先根据口径场分布求出口径场角谱，再根据自由空间网络响应函数求的其角谱，最后将口径场角谱和自由空间网络响应函数角谱相乘，得到最终结果。

但是该方法的产生口径场的馈源，在实际工程中，为波纹天线或方形喇叭天线，受到其方向图不理想的影响，口径面(口径面：反射面天线的口径截面)所得到的电场分布与理想分布相差较远，尤其是当紧缩场中出现了球面阵(球面阵：一个布置有多个天线的金属球面，用来在微波暗室中模拟产生任意方向的平面波)等大型绕射场产生结构的情况时。因此，根据理想数学模型给出的口径场与实际分布相差较远。

其次，当紧缩场中存在球面阵等大型绕射场产生结构时，已无法求得一个具有完备数学表达式的空间网络响应函数，因此传统方法已无法给出空间网络响应函数的特征角谱。因此，通过卷积法求得静区场特征角谱分布的方法已不可行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种暗室球面阵紧缩场静区特征谱分析方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种暗室球面阵紧缩场静区特征谱分析方法，包括，

根据频段和紧缩场尺寸，设计馈源天线、反射面和球面阵模型；

将设计的模型导入电磁建模软件，提取出静区场采样点的电场分布；

根据静区场采样点的电场分布，计算静区场角谱分布；

根据静区场角谱分析绕射场分布。

在CAD软件中根据频段和紧缩场尺寸，设计馈源天线、反射面和球面阵模型。

将模型导入FEKO，设置激励类型，提取出静区场采样点的电场分布。

设置的激励类型为波导激励，采样点间距小于1/3个工作波长。

FEKO导出.out文件，从该文件中提取出静区场采样点的电场分布。

使用FFT和IFFT计算静区场角谱分布，公式为，