天线罩的电性能评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线罩的电性能评估方法及装置，该天线罩的电性能评估方法包括：根据测量来获取天线辐射近区电场信息，并根据近区电场信息计算出天线的口径面电场信息；获取天线罩的模型数据信息，并根据天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息；根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息和天线系统的远场信息；根据天线的远场信息及天线系统的远场信息，计算出天线罩的电性能参数信息。通过实际测量天线的辐射近区电场信息，获取到天线的口径面电场信息，进而得到天线罩的性能参数信息，从而在不依靠天线数模输入的情况下，保证计算精度、大大提高了“天线+天线罩”的天线系统电性能评估的可操作性。

The method and device for evaluating the electrical performance of the radome

The present invention discloses an electric performance evaluation method and an apparatus for the radome. The method of evaluating the electrical performance of the radome includes: obtaining the near area electric field information of the antenna radiation according to the measurement, and calculating the aperture surface electric field information of the antenna according to the near-area electric field information; obtaining the model data information of the radome and according to the radome The dissection information of the radome is obtained by the model data information, and the far field information of the antenna and the far field information of the antenna system are calculated according to the electric field information of the antenna's aperture surface and the dissection of the radome, and the electrical performance parameters of the radome are calculated according to the far field information of the antenna and the far field information of the antenna system. By measuring the electric field information of the radiation near the antenna, the electric field information of the aperture surface of the antenna is obtained, and then the performance parameters of the radome are obtained, so that the accuracy of the calculation is guaranteed and the operability of the antenna + radome's electrical performance evaluation is greatly improved without the input of the antenna number mode.

【技术实现步骤摘要】
天线罩的电性能评估方法及装置
本专利技术涉及天线领域，具体来说，涉及一种天线罩的电性能评估方法及装置。
技术介绍
现有技术中，通常利用物理光学算法，根据天线口径面电场分布或天线平面波谱与天线口径面电场分布之间存在的傅里叶变换关系，计算入射到天线罩内壁上的近区场，然后，仿照几何光学的射线原理，计算局部平面上的透射和反射场。但是这种电性能评估方法存在非常明显的缺陷，例如：天线口径面电场信息通常是基于对天线数模进行全波仿真获取得到，在无天线数模的情况下，通常采用近似建模来仿真。并且，对于带有复杂工装结构的天线系统，全波仿真前通常必须对模型作简化处理。上述例子均会与实际的天线系统的辐射特性存在一定差别。因此，现有技术中，在无法获取到天线精确的数模或天线系统比较复杂时，通常无法实现对天线罩电性能的高精度评估。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种天线罩的电性能评估方法及装置，能够在不依靠天线精确的数模输入的情况下，有效评估天线罩的电性能，在保证计算精度的情况下，大大的提高了天线罩电性能评估的可操作性。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一个方面，提供了一种天线罩的电性能评估方法。天线罩和设置在天线罩内的天线组成天线系统，该电性能评估方法包括：根据测量来获取天线辐射近区电场信息，并根据近区电场信息计算出天线的口径面电场信息；获取天线罩的模型数据信息，并根据天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息；根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息和天线系统的远场信息；根据天线的远场信息及天线系统的远场信息，计算出天线罩的电性能参数信息。在一个优选的实施例中，在根据测量来获取天线辐射近区电场信息，并根据近区电场信息计算出天线的口径面电场信息之后，还包括：对天线的口径面电场信息进行近远场变换以得到与天线的口径面电场信息对应的远场信息的计算值；将实际测量获取的天线的口径面远场信息的测量值与天线的口径面远场信息的计算值进行比对，以对天线的口径面电场信息进行核验。在一个优选的实施例中，将实际测量获取的远场信息的测量值与远场信息的计算值进行比对，以对天线的口径面电场信息进行核验，包括：将天线的口径面远场信息的计算值与天线的口径面远场信息的测量值进行比较；若远场信息的计算值与远场信息的测量值的差值未超出预定阈值，则将天线的口径面电场信息作为天线的实际口径面电场信息；若差值超出预定阈值，则调整天线的辐射近区电场信息的测试参数，并返回根据测量来获取天线辐射近区电场信息，并根据近区电场信息计算出天线的口径面电场信息的步骤。在一个优选的实施例中，根据天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息，包括：对天线罩的模型数据信息进行数模预处理，以得到简化的天线罩的模型数据信息，且简化的天线罩的模型数据信息以天线口面中心为平面坐标系原点，天线口面与平面坐标系位于同一平面内；对简化的天线罩的模型数据信息进行离散剖分和提取以获取天线罩的剖分面元信息。在一个优选的实施例中，天线罩的剖分面元信息包括：剖分面元中心点坐标(x，y，z)、剖分面元法向量和剖分面元面积ds。在一个优选的实施例中，根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息，包括：根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线辐射到天线罩的入射场信息，天线罩内表面的入射场信息包括第i个剖分面元对应场点处的入射场的电场矢量Ei1和入射场的磁场矢量Hi1，并按照下式进行计算：其中，λ0表示自由空间波长，k＝2π/λ0表示自由空间波数，ε表示介电常数，μ表示磁导率；角频率ω＝2πf，f表示天线工作频率；ρ＝|r-r'|为源点到天线罩上场点的距离，为ρ的单位矢量；r为天线罩上场点的位置矢量；r'为天线口径源点的位置矢量；为天线口径法向单位矢量；天线的口径面电场信息包括天线口径激励的电场Ea；i为大于1的整数。在一个优选的实施例中，根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息，还包括：获取天线罩的散射参量信息；根据天线罩的散射参量信息以及天线辐射到天线罩的入射场信息，计算出天线罩的透射场信息，透射场信息包括一次透射场的电场矢量Eo1、一次透射场的磁场矢量Ho1和二次透射场的电场矢量Eo2、二次透射场的磁场矢量Ho2；根据天线罩的透射场信息和天线罩的剖分面元信息，按照下或计算出天线系统的远场信息Et(θ,φ)：在一个优选的实施例中，根据天线罩的散射参量信息以及天线辐射到天线罩的入射场信息，计算出天线罩的透射场信息，包括：参照剖分面元法向量和入射波传播方向矢量所定义的入射面以及入射电场极化方向的单位矢量对入射电磁场沿与入射面平行方向的方向矢量和垂直方向的方向矢量进行极化波分解，并按照下式进行计算分别得到垂直极化波分量和水平极化波分量其中，散射参量信息包括：垂直极化波反射系数S11的幅度S11⊥、垂直极化波反射系数S11的相位水平极化波反射系数S11的幅度S11||、水平极化波反射系数S11的相位及垂直极化波透射系数S21的幅度S21⊥、垂直极化波透射系数S21的相位水平极化波透射系数S21的幅度S21||、水平极化波透射系数S21的相位根据平面电磁场传播特性和散射参量信息，按照下式计算得出一次透射场电场矢量的垂直分量一次透射场电场矢量的水平分量一次透射场磁场矢量的垂直分量一次透射场磁场矢量的水平分量其中，入射场信息包括入射角度θi1；根据一次透射场电场矢量的垂直分量和一次透射场电场矢量的水平分量得到一次透射场的电场矢量Eo1，根据一次透射场磁场矢量的垂直分量一次透射场磁场矢量的水平分量得到一次透射场的磁场矢量Ho1；按照下式计算一次反射场的电场矢量Er、一次反射场的磁场矢量Hr：其中，表示入射波的反射方向矢量，且按照下式计算二次入射场的电场矢量Ei2、和二次入射场的磁场矢量Hi2：在一个优选的实施例中，获取天线罩的散射参量信息包括：对天线罩进行全波仿真以获取天线罩的散射参量信息。在一个优选的实施例中，对天线罩的模型数据信息进行数模预处理包括：对天线罩的模型数据信息进行简化处理、平移处理、旋转处理。在一个优选的实施例中，电性能参数信息至少包括下列之一：功率传输效率、副瓣抬高参数、远区RMS副瓣抬高参数、3dB波束宽度、幅相一致性。根据本专利技术的另一方面，提供了一种天线罩的电性能评估装置。天线罩和设置在天线罩内的天线组成天线系统，该电性能评估装置包括：电场信息获取模块，用于根据测量来获取天线辐射近区电场信息，并根据近区电场信息计算出天线的口径面电场信息；面元信息获取模块，用于获取天线罩的模型数据信息，并根据天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息；远场信息计算模块，连接于电场信息获取模块和面元信息获取模块，用于根据天线的口径面电场信息和天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息和天线系统的远场信息；以及电性能参数计算模块，连接于远场信息计算模块，用于根据天线的远场信息及天线系统的远场信息，计算出天线罩的电性能参数信息。在一个优选的实施例中，电场信息获取模块包括：变换模块，用于对天线的口径面电场信息进行近远场变换以得到对应的远场信息的计算值；核验模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线罩的电性能评估方法，所述天线罩和设置在所述天线罩内的天线组成天线系统，其特征在于，所述电性能评估方法包括：根据测量来获取所述天线辐射近区电场信息，并根据所述近区电场信息计算出天线的口径面电场信息；获取天线罩的模型数据信息，并根据所述天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息；根据所述天线的口径面电场信息和所述天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息和天线系统的远场信息；根据所述天线的远场信息及所述天线系统的远场信息，计算出天线罩的电性能参数信息。

【技术特征摘要】
1.一种天线罩的电性能评估方法，所述天线罩和设置在所述天线罩内的天线组成天线系统，其特征在于，所述电性能评估方法包括：根据测量来获取所述天线辐射近区电场信息，并根据所述近区电场信息计算出天线的口径面电场信息；获取天线罩的模型数据信息，并根据所述天线罩的模型数据信息获取天线罩的剖分面元信息；根据所述天线的口径面电场信息和所述天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息和天线系统的远场信息；根据所述天线的远场信息及所述天线系统的远场信息，计算出天线罩的电性能参数信息。2.根据权利要求1所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，在根据测量来获取所述天线辐射近区电场信息，并根据所述近区电场信息计算出天线的口径面电场信息之后，还包括：对所述天线的口径面电场信息进行近远场变换以得到与所述天线的口径面电场信息对应的远场信息的计算值；将实际测量获取的所述天线的口径面远场信息的测量值与所述天线的口径面远场信息的计算值进行比对，以对所述天线的口径面电场信息进行核验。3.根据权利要求2所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，将实际测量获取的远场信息的测量值与所述远场信息的计算值进行比对，以对所述天线的口径面电场信息进行核验，包括：将所述天线的口径面远场信息的计算值与所述天线的口径面远场信息的测量值进行比较；若所述远场信息的计算值与所述远场信息的测量值的差值未超出预定阈值，则将所述天线的口径面电场信息作为天线的实际口径面电场信息；若所述差值超出所述预定阈值，则调整所述天线的辐射近区电场信息的测试参数，并返回根据测量来获取所述天线辐射近区电场信息，并根据所述近区电场信息计算出天线的口径面电场信息的步骤。4.根据权利要求1所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，根据天线罩的模型数据信息获取所述天线罩的剖分面元信息，包括：对所述天线罩的模型数据信息进行数模预处理，以得到简化的天线罩的模型数据信息，且所述简化的天线罩的模型数据信息以天线口面中心为平面坐标系原点，所述天线口面与所述平面坐标系位于同一平面内；对所述简化的天线罩的模型数据信息进行离散剖分和提取以获取所述天线罩的剖分面元信息。5.根据权利要求4所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，所述天线罩的剖分面元信息包括：剖分面元中心点坐标(x，y，z)、剖分面元法向量和剖分面元面积ds。6.根据权利要求5所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，根据所述天线的口径面电场信息和所述天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息，包括：根据所述天线的口径面电场信息和所述天线罩的剖分面元信息，计算出天线辐射到天线罩的入射场信息，所述天线罩内表面的入射场信息包括第i个剖分面元对应场点处的入射场的电场矢量Ei1和入射场的磁场矢量Hi1，并按照下式进行计算：其中，λ0表示自由空间波长，k＝2π/λ0表示自由空间波数，ε表示介电常数，μ表示磁导率；角频率ω＝2πf，f表示天线工作频率；ρ＝|r-r'|为源点到天线罩上场点的距离，为ρ的单位矢量；r为天线罩上场点的位置矢量；r'为天线口径源点的位置矢量；为天线口径法向单位矢量；所述天线的口径面电场信息包括天线口径激励的电场Ea；i为大于1的整数。7.根据权利要求6所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，根据所述天线的口径面电场信息和所述天线罩的剖分面元信息，计算出天线的远场信息，还包括：获取天线罩的散射参量信息；根据所述天线罩的散射参量信息以及所述天线辐射到天线罩的入射场信息，计算出天线罩的透射场信息，所述透射场信息包括一次透射场的电场矢量Eo1、一次透射场的磁场矢量Ho1和二次透射场的电场矢量Eo2、二次透射场的磁场矢量Ho2；根据所述天线罩的透射场信息和所述天线罩的剖分面元信息，按照下或计算出所述天线系统的远场信息Et(θ,φ)：8.根据权利要求7所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，根据所述天线罩的散射参量信息以及所述天线辐射到天线罩的入射场信息，计算出天线罩的透射场信息，包括：参照剖分面元法向量和入射波传播方向矢量所定义的入射面以及入射电场极化方向的单位矢量对入射电磁场沿与入射面平行方向的方向矢量和垂直方向的方向矢量进行极化波分解，并按照下式进行计算分别得到垂直极化波分量和水平极化波分量其中，所述散射参量信息包括：垂直极化波反射系数S11的幅度S11⊥、垂直极化波反射系数S11的相位水平极化波反射系数S11的幅度S11||、水平极化波反射系数S11的相位及垂直极化波透射系数S21的幅度S21⊥、垂直极化波透射系数S21的相位水平极化波透射系数S21的幅度S21||、水平极化波透射系数S21的相位根据平面电磁场传播特性和所述散射参量信息，按照下式计算得出一次透射场电场矢量的垂直分量一次透射场电场矢量的水平分量一次透射场磁场矢量的垂直分量一次透射场磁场矢量的水平分量其中，所述入射场信息包括入射角度θi1；根据一次透射场电场矢量的垂直分量和一次透射场电场矢量的水平分量得到一次透射场的电场矢量Eo1，根据一次透射场磁场矢量的垂直分量一次透射场磁场矢量的水平分量得到一次透射场的磁场矢量Ho1；按照下式计算一次反射场的电场矢量Er、一次反射场的磁场矢量Hr：其中，表示入射波的反射方向矢量，且按照下式计算二次入射场的电场矢量Ei2、和二次入射场的磁场矢量Hi2：9.根据权利要求7所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，获取所述天线罩的散射参量信息包括：对所述天线罩进行全波仿真以获取所述天线罩的散射参量信息。10.根据权利要求4所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，对所述天线罩的模型数据信息进行数模预处理包括：对所述天线罩的模型数据信息进行简化处理、平移处理、旋转处理。11.根据权利要求1所述的天线罩的电性能评估方法，其特征在于，所述电性能参数信息至少包括下列之一：功率传输效率、副瓣抬高参数、远区RMS副瓣抬高参数、3dB波束宽度、幅相一致性。12.一种天线罩的电性能评估装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44