近场效应误差分析方法技术

本发明专利技术涉及近场效应误差分析方法，属于射频仿真领域。国内现有的三元阵天线近场效应误差分析等工作均是基于解析方法，尽管简单，但计算结果不精确、所适用的频段范围有限等，因此为了满足射频仿真中的高频率、高精度要求。本发明专利技术从三阵元的三个阵元出发，针对实际应用，发展计算电磁学数值方法同时结合电磁仿真软件模拟三元阵天线的近场效应，生成方位角和俯仰角的近场效应误差修正表格，通过近场效应误差修正得到正确的目标复现位置。本发明专利技术方法简单易行，满足了射频仿真的高频率、高精度要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频制导仿真系统，主要涉及三阵元近场效应误差导致的模拟目标位 置误差分析方法。
技术介绍
阵列式射频目标仿真具有便于模拟复杂目标和环境的优点，是目前国内外都相继 采用的仿真方法。国外对此技术的应用已经比较成熟。美国陆军高级仿真中心（ASC)先后 建成了微波波段和两个毫米波波段的半实物仿真系统，我国也建设了各射频仿真中心，但 是总体上和美、俄等国还存在差距。国内通过多年的研究对这类系统的工作原理、基本设计 要求、方法等都已掌握。目前研究方向集中在解决和完善系工程设计所面临的关键技术，如 近场效应误差及修正技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，为了满足导弹精确制导中 的高频率、高精度要求，还需要根据严格的电磁场理论进行精确计算等。本项目针对实际应 用，拟发展计算电磁学数值方法同时结合电磁仿真软件模拟三元阵天线的近场效应，实时 直观地研究电磁波传播的演进过程，通过近场效应误差修正得到正确的目标复现位置，深 入研究其近场效应机理，提供一种。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案： 本专利技术，分步骤地逐步推进工作，首先研究基于三阵元幅 度相位矢量并行控制方法近场效应误差修正理论，继而基于计算电磁学方法结合误差修正 理论研究射频仿真系统中的误差修正方案，探索复杂目标条件下的近场效应误差修正理论 及修正方法，主要包括以下步骤： 步骤一： (1)、建立坐标系：三个辐射阵元呈等边三角形分布在二维直角坐标系xOy平面 内，上述三个辐射阵元的中心位于坐标原点0 ;三个辐射阵元在直角坐标系x〇y中的坐标为 (Xi，yi)，i = 1、2、3 ;固定观测点P在以0为坐标原点的三维坐标系中的位置为（0,0，R);任 意观测点P在以0点为球心的球坐标系2中的位置为（α，β) ;任意观测点P'在以0为 坐标原点的三维坐标系中的位置为： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
近场效应误差分析方法，其包括以下步骤：步骤一：(1)、建立坐标系：三个辐射阵元呈等边三角形分布在二维直角坐标系x0y平面内，上述三个辐射阵元的中心位于坐标原点O；三个辐射阵元在直角坐标系x0y中的坐标为(xi,yi)，i＝1、2、3；固定观测点P在以O为坐标原点的三维坐标系中的位置为(0,0,R)；任意观测点P′在以O点为球心的球坐标系2中的位置为(α,β)；任意观测点P′在以O为坐标原点的三维坐标系中的位置为：x=Rcosβsinαy=Rsinβz=Rcosβcosα;]]>(2)、将观测点从固定观测点P运动到任意观测点P′，得到观测点到三个辐射阵元的距离变化量ri为：ri=(Rcosβsinα-xi)2+(Rsinβ-yi)2+(Rcosβcosα)2-xi2+yi2+R2;]]>(3)、定义三个阵元辐射的电磁波角频率为ω，初始相位为φi，在任意观测点P′处接收到三个辐射阵元的辐射信号为：Ei＝Aiexp[j(ωt‑kR‑kri+φi)]，其中，Ai(i＝1,2,3)为三个辐射阵元的馈电幅度；j为虚数单位，j的平方后的值为‑1；t是时间变量；k为相位常数，且k＝2π/λ，λ表示三阵元辐射电磁波的波长；φi(i＝1,2,3)为三个辐射阵元馈电的初始相位；(4)、将三个阵元等效为阵面上的一个辐射源，任意观测点P′处接收的辐射信号E为：E＝Aexp[j(ωt‑kR+δ)]，其中，A为三阵元等效辐射源的馈电幅度；k为相位常数，且k＝2π/λ；R为三阵元中心O点到固定观测点P的距离；δ为在任意观测点P′处三阵元辐射信号合成后的等相位面相对于在三阵元中心O处的参考源辐射的等相位面的倾斜；(5)、改变三阵元的馈电幅度和相位中的一种或者两种，从而控制在任意观察点P′处测得的等相位面的位置，所述的等相位面的位置与馈电幅度和相位的关系如下式：tanδ=Σi=1nAisin(-kri+φi)Σi=1nAicos(-kri+φi),]]>其中，n＝3；(6)、改变三阵元的馈电幅度和相位中的一种或者两种，从而控制目标的位置，所述的目标的位置与馈电幅度和相位的关系如下式：θ=(Σi=1nAicosφi)(Σi=1nAiθicosφi)+(Σi=1nAisinφi)(Σi=1nAiθisinφi)(Σi=1nAisinφi)2+(Σi=1nAicosφi)2,]]>其中，(i＝1,2,3)是三个辐射阵元在以P点为球心的球坐标系1中的坐标，是三个辐射阵元的等效辐射源在以P点为球心的球坐标系1中的坐标，n＝3；当φi＝0(i＝1,2,3)时，上式可简化为：θ=E1θ1+E2θ2+E3θ3E1+E2+E3,]]>步骤二：三阵元辐射阵元i的馈电幅度Ai(i＝1,2,3)和相位φi(i＝1,2,3)，得到辐射阵元i在接收天线上接收到的平均电场其中Ei,k(ρ,ζ)是天线阵元i在接收天线口径面上产生的场强，Es(ρ,ζ)是接收天线的口径面场分布，S口径表示天线口径面的面积，表示对口径面上的积分计算；步骤三：令k＝k+1,导引头的口径面场分布为：...

【技术特征摘要】
1.近场效应误差分析方法，其包括以下步骤： 步骤一： (1) 、建立坐标系：三个辐射阵元呈等边三角形分布在二维直角坐标系x〇y平面内， 上述三个辐射阵元的中心位于坐标原点〇 ;三个辐射阵元在直角坐标系x〇y中的坐标为 (Xi，yi)，i = 1、2、3 ;固定观测点P在以0为坐标原点的三维坐标系中的位置为（0,0，R);任 意观测点P在以0点为球心的球坐标系2中的位置为（α，β) ;任意观测点P'在以0为 坐标原点的三维坐标系中的位置为： 乂， (2) 、将观测点从固定观测点Ρ运动到任意观测点Ρ'，得到观测点到三个辐射阵元的 距离变化量Α为：(3) 、定义三个阵元辐射的电磁波角频率为ω，初始相位为，在任意观测点P'处接 收到三个辐射阵元的辐射信号为：其中，Ai(i = l，2, 3)为三个辐射阵元的馈电幅度；j为虚数单位，j的平方后的值为-1 ; t是时间变量；k为相位常数，且k = 2 π / λ，λ表示三阵元福射电磁波的波长；= 1，2, 3)为三个辐射阵元馈电的初始相位； (4) 、将三个阵元等效为阵面上的一个辐射源，任意观测点P'处接收的辐射信号E为：其中，A为三阵元等效辐射源的馈电幅度；k为相位常数，且k = 2 π / λ ;R为三阵元中 心〇点到固定观测点P的距离；S为在任意观测点P'处...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻梦霞，杨苏松，刘地凯，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51