一种紧缩场反射面边齿及设计方法技术

本发明专利技术涉及一种紧缩场反射面边齿及设计方法，该方法包括：确定所需紧缩场反射面静区尺寸及工作频率，并设计至少三种具有不同类型边齿的反射面；对各反射面分别进行仿真，并在其静区前、中、后三个位置分别得到幅度和相位的仿真数据，进而确定各反射面之中静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面；结合静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面的边齿类型设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数；对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化，得到优化反射面边齿的具体数值。本发明专利技术能够减小反射面边缘对静区性能的影响，提高待测目标电磁特性测试的准确性。

A kind of teeth and design method of reflecting surface in compact field

【技术实现步骤摘要】
一种紧缩场反射面边齿及设计方法
本专利技术涉及电磁测量
，尤其涉及一种紧缩场反射面边齿及设计方法。
技术介绍
紧缩场电磁测量技术自二十世纪六七十年代出现以来，以其测量不受天气和干扰杂波影响、所需测试场地较小、测量一致性好等优点，逐渐取代了传统远场测量方法，成为各类散射体和辐射体电磁特性参数的主要测量手段。紧缩场的核心组成部分是反射面。反射面的面型形式依据反射面数量不同通常有所区别，常见的单反射面以单旋转抛物面为主，双反射面以双抛物柱面为主。反射面的边齿种类则多种多样，从最开始的普通三角形边齿一直发展到如今的混合卷绕边齿。目前，最常见的反射面边齿形式主要可分为三种，有直角三角形边齿、余弦边齿以及拐角直边齿，如图1所示，图1是三种常见边齿形式口径面投影示意图，图1(a)示出了直角三角形边齿反射面投影，图1(b)示出了余弦边齿反射面投影，图1(c)示出了拐角直边齿反射面投影。这三种常见边齿各有优缺点，其中，直角三角形边齿研究历史最为悠久，理论研究相对深入，加工和设计难度也相对较低，但静区性能的好坏有赖于三角形斜边斜率的优化，而各个斜边之间有相对制约关系，很难找到一种最优方案。余弦边齿与直角三角形边齿比较相似，它将三角形斜边由直线变为余弦曲线，通过改变余弦曲线的阶次调整边齿引入静区的杂散场分布，虽然边齿形式较为新颖，但是最终的静区性能并没有太大改观。拐角直边齿将边齿设计的自由度进一步提升，相对于直角三角形边齿而言，同时将直角边和斜边变为折线形式，可以根据边齿绕射场的分布情况灵活设置拐角点的位置，从而减小反射面边缘对静区性能的影响，但该类边齿目前的形式单一，缺乏灵活性及适应性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种新的紧缩场反射面边齿及其设计方法，以减小反射面边缘对静区性能影响。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种紧缩场反射面边齿设计方法，该方法包括如下步骤：S1、确定所需紧缩场反射面静区尺寸及工作频率，并设计至少三种具有不同类型边齿的反射面；S2、对各反射面分别进行仿真，并在其静区前、中、后三个位置分别得到幅度和相位的仿真数据，进而确定各反射面之中静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面；S3、结合静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面的边齿类型设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数；S4、对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化，得到优化反射面边齿的具体数值。优选地，所述步骤S1中，设计的反射面包括直角三角形边齿反射面、余弦边齿反射面和拐角直边齿反射面。优选地，所述步骤S3中，设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数时，所述可调节参数包括底边宽度、顶尖距离、拐点间距、拐点高度。优选地，所述步骤S4中对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化时，从中心向外侧，各边齿的底边宽度呈等差数列或等比数列排布。优选地，所述步骤S4中对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化时，从中心向外侧，各边齿的顶尖距离呈等差数列排布。优选地，所述步骤S4中对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化时，各边齿拐点间距为该边齿底边宽度一半加设定待优化值。优选地，所述步骤S4中对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化时，从中心向外侧，各边齿的拐点高度呈等差数列排布。优选地，所述步骤S1中，设计的反射面的口面尺寸范围为25λ～30λ，其中边齿长度范围为3λ～5λ，λ表示最低工作频率对应的电磁波波长。本专利技术还提供了一种紧缩场反射面边齿，基于如上述任一项所述的紧缩场反射面边齿设计方法获得。本专利技术还提供了一种紧缩场反射面，具有如上述所述的紧缩场反射面边齿。本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的紧缩场反射面边齿设计方法可在传统常用边齿的基础上，通过优化调整的方式得到一种新的边齿，从而进一步减小反射面边缘对静区性能的影响，提高待测目标电磁特性测试的准确性。附图说明图1是三种常见边齿形式口径面投影示意图；图2是本专利技术实施例中紧缩场反射面边齿设计方法步骤示意图；图3是本专利技术实施例中反射面组成及边齿参数示意图；图4示出了本专利技术实施例中反射面1GHz水平极化下静区中心垂直截线；图5示出了本专利技术实施例中反射面10GHz垂直极化下静区中心水平截线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图2至图5所示，本专利技术实施例中提供的一种紧缩场反射面边齿设计方法，包括如下步骤：S1、确定所需紧缩场反射面静区尺寸及工作频率，并设计至少三种具有不同类型边齿的反射面。此步骤S1即根据实际需求设定静区尺寸、工作频率，并依照所需静区尺寸、工作频率，利用现有技术中(传统)的反射面边齿设计方法设计多个具有不同类型边齿的反射面。优选地，设计反射面时，通常要求设计的反射面(包含边齿)的口面尺寸范围为25λ～30λ，边齿长度范围为3λ～5λ，具体可根据实际需求进行微调，其中λ表示最低工作频率对应的电磁波波长。进一步地，步骤S1中，设计的反射面包括直角三角形边齿反射面、余弦边齿反射面和拐角直边齿反射面，即采用传统设计方法依次得到边齿类型为直角三角形边齿、余弦边齿和拐角直边齿的三个反射面。如图1所示，直角三角形边齿、余弦边齿以及拐角直边齿为现有技术中最为常见的三种边齿类型，本专利技术优选基于上述三种边齿类型，通过优化调整设计获得一种新的边齿。针对直角三角形边齿、余弦边齿和拐角直边齿的传统设计方法已经相对成熟，可利用现有技术直接获得性能最佳的反射面边齿形式，在此不再对其设计过程及参数设置等具体内容进行赘述。S2、对各反射面分别进行仿真，并在其静区前、中、后三个位置分别得到幅度和相位的仿真数据，进而确定各反射面之中静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面。此步骤S2即采用相同的仿真方法对各个反射面依次进行仿真，以考量各反射面静区性能，静区的评判位置有前、中、后三个即可，其他位置可以不必考虑，提高计算效率。此步骤S2分别对步骤S1中得到的各反射面在静区前、中、后三个位置的幅度和相位的仿真数据进行比较，通过总结分析不同类型边齿对静区的影响情况，预测本方法期望获得的新边齿的优化调整方向。在一个优选的实施方式中，当步骤S1中设计的反射面为直角三角形边齿反射面、余弦边齿反射面和拐角直边齿反射面时，根据获取到的幅度和相位的仿真数据对三种反射面的静区性能进行对比，通过结合实际反射面的静区特性，并对边齿的影响规律进一步分析发现，拐角直边齿反射面在静区纵向前、中、后位置的一致性好于另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧缩场反射面边齿设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、确定所需紧缩场反射面静区尺寸及工作频率，并设计至少三种具有不同类型边齿的反射面；/nS2、对各反射面分别进行仿真，并在其静区前、中、后三个位置分别得到幅度和相位的仿真数据，进而确定各反射面之中静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面；/nS3、结合静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面的边齿类型设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数；/nS4、对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化，得到优化反射面边齿的具体数值。/n

【技术特征摘要】
1.一种紧缩场反射面边齿设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、确定所需紧缩场反射面静区尺寸及工作频率，并设计至少三种具有不同类型边齿的反射面；
S2、对各反射面分别进行仿真，并在其静区前、中、后三个位置分别得到幅度和相位的仿真数据，进而确定各反射面之中静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面；
S3、结合静区纵向一致性最佳的反射面及静区横向一致性最佳的反射面的边齿类型设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数；
S4、对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化，得到优化反射面边齿的具体数值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤S1中，设计的反射面包括直角三角形边齿反射面、余弦边齿反射面和拐角直边齿反射面。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述步骤S3中，设计优化反射面，并确定其边齿的各项可调节参数时，所述可调节参数包括底边宽度、顶尖距离、拐点间距、拐点高度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述步骤S4中对于优化反射面边齿的各项可调节参数分别进行优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涌泉，莫崇江，孔德旺，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11