[发明专利]基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法

说明书

本发明公开了一种基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法，包括：输入反射面天线几何参数与电参数；计算理想天线远区辐射电场；计算理想天线远区辐射功率；进行反射面三角形网格划分；计算电场相对单元中心点位移的单元一阶、二阶系数；输入表面随机误差均方根值；计算天线远区辐射功率平均值；判断电性能是否满足要求；输出辐射功率方向图；更新表面随机误差均方根值。本发明将单元中心点位移描述为反射面天线随机误差，基于单元中心点位移二阶近似公式，获得了反射面天线表面随机误差对电性能的影响，可指导反射面天线面板加工与制造。

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，具体涉及雷达天线领域中的一种基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法。

背景技术

由于反射面天线易于实现高增益、窄波束等特性，其被广泛应用于射电天文、雷达、通信、探测等领域。在加工与制造过程中，反射面天线容易受到加工制造与安装引入的随机误差影响，导致其电性能发生恶化。针对天线表面随机误差对电性能的影响开展相关研究，以指导天线面板加工制造精度是反射面天线误差分析方面的一个研究领域。

Y.Rahmat-Samii在文献“An efficient computational method forcharacterizing the effects ofrandom surface errors on the averagepowerpattern ofreflectors”(IEEE Trans.Antennas and Propagation,1983年第31卷第1期，92-98)公开了一种基于概率方法分析天线表面随机误差对电性能影响的分析方法。王猛、段宝岩、王伟等人在文献“反射面天线表面误差对平均功率方向图的影响”(西安电子科技大学学报，2014年第41卷第6期188-194)中提出了一种表面随机误差与系统误差同时存在下的平均功率方向图计算方法。由于现有方法均是将表面误差以相位误差的形式引入到电性能计算中，导致在公式推导中的繁琐与耗时，难以形成快速分析的目的。因此，本发明为了适应提高分析效率的需要，创新性地将天线辐射电场描述为三角形单元中心点位移的二阶近似公式，提出一种基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法。该方法将单元中心点位移描述为反射面天线随机误差，基于单元中心点位移二阶近似公式，提出了分析随机误差对反射面天线平均功率方向图影响的分析方法，可指导反射面天线面板加工与制造。

本发明的技术方案是：基于单元中心点位移的反射面天线随机误差分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入反射面天线几何参数与电参数

输入用户提供的反射面天线几何参数与电参数；其中几何参数包括半径、焦距；电参数包括工作波长、自由空间波常数、口径场幅度分布函数、锥销电平、口径场形状指数以及包括天线增益、波瓣宽度、副瓣电平、指向精度在内的电性能要求；

(2)计算理想天线远区辐射电场

根据反射面天线几何参数与电参数，利用几何光学法计算理想天线远区辐射电场；

(3)计算理想天线远区辐射功率；

(4)进行反射面三角形网格划分；

(5)计算电场相对单元中心点位移的单元一阶、二阶系数；

(6)输入表面随机误差均方根值

根据反射面天线面板加工制造误差，输入天线表面随机误差均方根值；

(7)计算天线远区辐射功率平均值；

(8)判断电性能是否满足要求