[发明专利]一种基于应变电磁耦合的有源相控阵天线电性能补偿方法

权利要求书

1.一种基于应变电磁耦合的有源相控阵天线电性能补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定有源相控阵天线的结构参数和材料属性；

(2)建立有源相控阵天线的有限元模型，进行模态分析，提取天线的位移模态和应变模态；

(3)根据步骤(2)中天线的位移模态对应的有效质量分数，确定天线的主模态阶数；

(4)结合步骤(3)中的主模态阶数和步骤(2)应变模态的振型分布，在天线阵面上布置应变传感器；

(5)建立应变位移转化矩阵，基于应变采集信息，确定阵元位置偏移量；

(6)根据阵元位置偏移量导致的有源相控阵天线空间辐射场相位变化，确定应变电磁耦合因子矩阵，建立应变电磁耦合模型；

(7)对步骤(6)中的应变电磁耦合模型进行一阶泰勒级数展开，分解为理想电性能项和包含应变信息的天线电性能变化项；

(8)对步骤(7)中理想电性能项中的阵元初始激励电流和电性能变化项中的包含应变信息的激励电流分别进行二维快速傅里叶变换；

(9)将理想的阵元初始激励电流和包含应变信息的激励电流的傅里叶级数引入天线电性能；

(10)对目标观察方向的方向余弦进行离散，对步骤(9)中天线电性能中包含应变信息的激励电流的傅里叶级数进行二维快速傅里叶逆变换；

(11)对比理想激励电流，得到基于应变信息的天线阵元激励电流幅度和相位补偿量。

2.根据权利要求1所述的基于应变电磁耦合的有源相控阵天线电性能补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有源相控阵天线的结构参数包括天线阵元的行数M、列数H及阵元间距d_x和d_y、天线阵元、阵列天线、天线阵面、促动器和阵面背架结构的结构参数；所述有源相控阵天线的材料属性包括弹性模量、泊松比和密度。

3.根据权利要求1所述的基于应变电磁耦合的有源相控阵天线电性能补偿方法，其特征在于，所述步骤(3)中，根据步骤(2)提取的位移模态对应的有效质量分数，在确保计算精度的情况下，将各阶位移模态的有效质量分数按照递减顺序进行排列，并对各阶位移模态的有效质量分数进行累积，当累积达到95％时得到对于位移响应具有主要贡献的模态阶数。

4.根据权利要求1所述的基于应变电磁耦合的有源相控阵天线电性能补偿方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在天线阵面上布置应变传感器的个数应不小于截取的主模态阶数；传感器的布置位置应选择在应变模态振型中应变数值较大的地方。