[发明专利]基于锥面投影的FSS天线罩建模方法

权利要求书

1.一种基于锥面投影的FSS天线罩建模方法，其特征包括如下：

(1)将初始天线罩外表面沿曲面交界处的分割线分为两个曲面，将每个曲面等分为三部分，再将该等分后的每个曲面都剖分成均匀的三角形网格，并提取第一部分和第三部分曲面底部的坐标点；

(2)用正方形谐振单元生成面片结构的频率选择表面FSS单元，再将该FSS单元的面片剖分为四边形网格；

(3)利用最小二乘法模拟圆锥台，并根据该模拟圆锥台的尺寸和FSS单元的四边形网格，建立扇形区域内的FSS阵列，再通过坐标变换将扇形区域内的FSS阵列映射到圆锥台的锥面，得到锥面FSS阵列；实现如下：

(3c)通过模拟的圆锥台的尺寸得到将圆锥台沿母线展开并投影到水平面的扇形平面曲线方程；

(3d)将正方形的FSS单元在水平面上密铺成面积大于扇形区域面积的矩形区域的FSS阵列；

(3e)在矩形区域的FSS阵列中利用扇形平面曲线方程找到扇形平面曲线包围区域内所有完整的FSS单元，由这些完整的FSS单元共同组成扇形区域内的FSS阵列；

(4)将锥面FSS阵列投影至初始天线罩曲面：

(4a)提取锥面FSS阵列中的所有点，组成点集；

(4b)利用锥面FSS阵列点集中的点与对应的圆锥台轴线上的点，创建投影向量；

(4c)按照投影向量，将锥面FSS阵列的所有四边形网格投影至(1)中剖分后的初始天线罩曲面剖分的三角形网格上；实现如下：

(4c1)将锥面FSS阵列四边形网格的每个点沿其对应的投影向量向天线罩曲面投影；

(4c2)对锥面FSS阵列四边形网格的每个点沿其对应的投影向量投影之后的点进行分析判断：

若锥面FSS阵列四边形网格的每个点对应的投影向量与离散后天线罩曲面上的三角形网格所在平面不相交或相交但交点不在三角形网格中，则舍弃该点；

若锥面FSS阵列四边形网格的每个点对应的投影向量与离散后天线罩曲面上的三角形网格所在平面相交且得到的交点落入三角形网格中，则将该交点作为投影后的点；

(4c3)将所有投影后的点组成投影后的锥面FSS阵列四边形网格；

(5)构建天线罩曲面边界处的网格：

(5a)在投影后的FSS阵列中，找出四边形网格的所有非公共边，并组成集合；

(5b)在剖分后的曲面中，找出三角形网格的所有非公共边，并组成集合；

(5c)将四边形网格非公共边的集合与三角形网格非公共边的集合进行合并，组成曲面边界，对曲面边界进行四边形网格剖分；

(6)建立频率选择表面FSS天线罩：

(6a)将投影后的天线罩曲面FSS阵列与曲面边界处的四边形网格进行合并，得到频选天线罩外表面的网格；

(6b)对初始天线罩内表面进行四边形网格剖分，并将剖分后的频选天线罩外表面与剖分后的初始天线罩内表面连接，得到FSS天线罩模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于(3)中利用最小二乘法模拟圆锥台，实现如下：

(3a)将(1)中提取的第一部分和第三部分曲面底部的坐标点，依次代入圆曲线方程：x²+y²+ax+by+c＝0，其中，x是指直角坐标系下的横坐标，y是指直角坐标系下的纵坐标，a为与横坐标相关的系数，b为与纵坐标相关的系数，c为未知的常数；

(3b)根据圆曲线方程中横纵坐标相关系数与圆心坐标和圆的半径的关系，利用如下公式计算出圆心坐标和圆的半径

a＝-2A

b＝-2B

c＝A²+B²-R²

其中，A为圆心的横坐标，B为圆心的纵坐标，R为圆的半径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中所述通过坐标变换将扇形区域内的FSS阵列映射到圆锥台的锥面，公式如下：

其中，x′,y′,z′为圆锥台的锥面上的点在直角坐标系下的横、纵、竖坐标，x,y,z为扇形区域上的点在直角坐标系下的横、纵、竖坐标，为坐标变换矩阵，

为扇环形FSS阵列上的点所在母线与投影后锥台上对应的点所在母线之间的旋转角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述(1)中剖分均匀的三角形网格，是在尽可能贴合天线罩曲面的前提下，用最大的三角形来剖分每个曲面；

所述(2)、(5c)、(6b)中剖分的四边形网格，是在尽可能贴合天线罩曲面的前提下，用最大的四边形来剖分每个曲面。