一種目標輻射陣列結構的設計方法技術

本發明專利技術公開了一種目標輻射陣列結構的設計方法，包括如下步驟：根據設計需要，確定天線陣列的結構參數、電磁工作參數、各個天線口面場數據、天線陣列位置坐標、各天線水平及俯仰角度；選定基本陣列天線的陣元數，根據多種材料的特性；根據選定的參數、基本天線陣元數以及材料，分別建立天線結構模型，設置各層厚度及介電常數，并對天線模型進行網格剖分；對當前陣列天線模型進檢測對比，確定最優設計。能夠進行不同結構的天線極性設計的檢測，能夠在不同結構的陣列天線中得到最優設計，提高生產出的天線良品率。出的天線良品率。出的天線良品率。

【技術實現步驟摘要】
一種目標輻射陣列結構的設計方法


[0001]本專利技術涉及天線陣列結構設計
，具體為一種目標輻射陣列結構的設計方法。

技術介紹

[0002]目標輻射陣列是一種常見的陣列天線方式，所謂陣列天線是由多個天線單元按照一定分布方式構成的，用于提高移動通信中天線系統的性能，陣列天線中的每個天線單元是相互獨立的單元，每個天線單元也稱作陣元，每個天線單元可以采用全向天線或定向天線，陣列天線的結構不同其性能不動，如果直接根據位置固定的已有陣元結構設計，很容易出現性能不符合實際使用要求的情況，而目前對不同結構的天線性能無法直接通過設計體現，針對上述問題，專利技術人提出一種目標輻射陣列結構的設計方法用于解決上述問題。

技術實現思路

[0003]為了解決陣列天線的結構不同其性能不動，如果直接根據位置固定的已有陣元結構設計，很容易出現性能不符合實際使用要求的情況，而目前對不同結構的天線性能無法直接通過設計體現的問題；本專利技術的目的在于提供一種目標輻射陣列結構的設計方法。
[0004]為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案一種目標輻射陣列結構的設計方法，包括如下步驟：
[0005]S1、根據設計需要，確定天線陣列的結構參數、電磁工作參數、各個天線口面場數據、天線陣列位置坐標、各天線水平及俯仰角度；
[0006]S2、選定基本陣列天線的陣元數，根據多種材料的特性選擇天線材料；
[0007]S3、根據選定的參數、基本天線陣元數以及材料，分別建立天線結構模型，設置各層厚度及介電常數，并對天線模型進行網格剖分；
[0008]S4、對當前陣列天線模型進檢測對比，確定最優設計。
[0009]優選的一種實施案例，所述天線陣列的結構參數包括口徑大小、單元間距，天線陣列的電磁工作參數，包括天線的中心工作電磁波頻率、電磁波波長，以及雷達探測波頻率和雷達探測波波長。
[0010]優選的一種實施案例，所述天線口面場數據通過電磁仿真軟件進行計算或通過天線輻射公式直接進行口面場數據計算。
[0011]優選的一種實施案例，步驟S2中，基本陣列天線為8陣元均勻圓形陣列天線，確定數目的陣元具體為：從8陣元均勻圓形陣列天線的所有陣元中任意選出6個陣元、或4個陣元，對于同一傳輸時間間隔內的不同時隙選擇不同陣元組合組成的陣列天線結構，或者選擇同一種陣元組合組成的陣列天線結構，多種材料的特性包括彈性模量、材料密度、冷板、T/R組件、陣面框架、安裝支架及天線單元的材料屬性，天線單元的材料屬性包括密度、彈性模量、泊松比以及熱膨脹系數。
[0012]優選的一種實施案例，步驟S3中，利用口面積分
?
表面積分方法計算天線陣列中各
天線陣元產生的電場幅值和相位，使用CATIA軟件建立天線罩結構的幾何模型，并使用PATRAN軟件對模型進行網格剖分。
[0013]優選的一種實施案例，步驟S4中，對當前陣列天線模型進檢測對比采用當前陣列天線結構進行信號的接收和檢測，判斷接收信號的傳輸時間間隔和/或時隙位置是否發生變化，如果是，則從基本陣列天線的所有陣元中重新選出確定數目的陣元組成新陣列天線結構，并采用新陣列天線結構進行信號的接收和檢測，否則繼續判斷，并通過ANSYS軟件中建立陣列天線的結構有限元模型，根據陣列天線有限元模型中天線單元總的位置偏移量，計算陣中相鄰兩天線單元在觀察點處的散射場空間相位差，進而得到陣列天線散射場的口面相位誤差，判斷相位差是否滿足使用要求。
[0014]與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
[0015]根據設計需要，確定天線陣列的結構參數、電磁工作參數、各個天線口面場數據、天線陣列位置坐標、各天線水平及俯仰角度，選定基本陣列天線的陣元數，根據多種材料的特性，利用口面積分
?
表面積分方法計算天線陣列中各天線陣元產生的電場幅值和相位，使用CATIA軟件建立天線罩結構的幾何模型，并使用PATRAN軟件對模型進行網格剖分，對當前陣列天線模型進檢測對比采用當前陣列天線結構進行信號的接收和檢測，判斷接收信號的傳輸時間間隔和/或時隙位置是否發生變化，如果是，則從基本陣列天線的所有陣元中重新選出確定數目的陣元組成新陣列天線結構，并采用新陣列天線結構進行信號的接收和檢測，否則繼續判斷，并通過ANSYS軟件中建立陣列天線的結構有限元模型，根據陣列天線有限元模型中天線單元總的位置偏移量，計算陣中相鄰兩天線單元在觀察點處的散射場空間相位差，進而得到陣列天線散射場的口面相位誤差，判斷相位差是否滿足使用要求，從而能夠進行不同結構的天線極性設計的檢測，能夠在不同結構的陣列天線中得到最優設計，提高生產出的天線良品率。
附圖說明
[0016]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本專利技術方法示意圖。
具體實施方式
[0018]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0019]實施例：如圖1所示，本專利技術提供了一種目標輻射陣列結構的設計方法，包括如下步驟：
[0020]S1、根據設計需要，確定天線陣列的結構參數、電磁工作參數、各個天線口面場數據、天線陣列位置坐標、各天線水平及俯仰角度；
[0021]S2、選定基本陣列天線的陣元數，根據多種材料的特性選擇天線材料；
[0022]S3、根據選定的參數、基本天線陣元數以及材料，分別建立天線結構模型，設置各層厚度及介電常數，并對天線模型進行網格剖分；
[0023]S4、對當前陣列天線模型進檢測對比，確定最優設計。
[0024]優選的一種實施案例，所述天線陣列的結構參數包括口徑大小、單元間距，天線陣列的電磁工作參數，包括天線的中心工作電磁波頻率、電磁波波長，以及雷達探測波頻率和雷達探測波波長。
[0025]優選的一種實施案例，所述天線口面場數據通過電磁仿真軟件進行計算或通過天線輻射公式直接進行口面場數據計算。
[0026]優選的一種實施案例，步驟S2中，基本陣列天線為8陣元均勻圓形陣列天線，確定數目的陣元具體為：從8陣元均勻圓形陣列天線的所有陣元中任意選出6個陣元、或4個陣元，對于同一傳輸時間間隔內的不同時隙選擇不同陣元組合組成的陣列天線結構，或者選擇同一種陣元組合組成的陣列天線結構，多種材料的特性包括彈性模量、材料密度、冷板、T/R組件、陣面框架、安裝支架及天線單元的材料屬性，天線單元的材料屬性包括密度、彈性模量、泊松比以及熱膨脹系數。
[0027]優選的一種實施案例，步驟S3中，利用口面本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種目標輻射陣列結構的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、根據設計需要，確定天線陣列的結構參數、電磁工作參數、各個天線口面場數據、天線陣列位置坐標、各天線水平及俯仰角度；S2、選定基本陣列天線的陣元數，根據多種材料的特性選擇天線材料；S3、根據選定的參數、基本天線陣元數以及材料，分別建立天線結構模型，設置各層厚度及介電常數，并對天線模型進行網格剖分；S4、對當前陣列天線模型進檢測對比，確定最優設計。2.如權利要求1所述的一種目標輻射陣列結構的設計方法，其特征在于，所述天線陣列的結構參數包括口徑大小、單元間距，天線陣列的電磁工作參數，包括天線的中心工作電磁波頻率、電磁波波長，以及雷達探測波頻率和雷達探測波波長。3.如權利要求1所述的一種目標輻射陣列結構的設計方法，其特征在于，所述天線口面場數據通過電磁仿真軟件進行計算或通過天線輻射公式直接進行口面場數據計算。4.如權利要求1所述的一種目標輻射陣列結構的設計方法，其特征在于，步驟S2中，基本陣列天線為8陣元均勻圓形陣列天線，確定數目的陣元具體為：從8陣元均勻圓形陣列天線的所有陣元中任意選出6個陣元、或4個陣元，對于同一傳輸時間間隔內的不同時隙選擇不同陣元組合組成的陣列...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱駿，高成，李挺，
申請(專利權)人：華清瑞達天津科技有限公司，
類型：發明
國別省市：