星载方环天线的电流分布获取方法以及计算机设备、计算机可读存储介质技术

本申请公开了一种星载方环天线的电流分布获取方法以及计算机设备、计算机可读存储介质，其中电流分布获取方法包括：步骤S100，获取星载方环天线中各天线臂的馈电电压，经分解得到相应的相序电压；步骤S200，构建所述相序电压对应的核函数，所述核函数中至少包括星载方环天线所处电离层中O波与E波的波数；步骤S300，利用所述核函数获得各天线臂的相序电流；步骤S400，基于所述相序电流获得各天线臂的电流分布。的电流分布。

【技术实现步骤摘要】
星载方环天线的电流分布获取方法以及计算机设备、计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及电磁场与天线
，特别涉及一种用于星载的低频信号发射方环天线的电流分布获取方法以及计算机设备、计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]目前的星载低频信号发射系统大致有两种：欧美国家采用的设计方案是长度可达几百米甚至几十公里的细长天线，而俄罗斯则采用了大环天线。考虑到发射天线的效率在很大程度上取决于天线的电流分布和输入阻抗，因此为提高星载低频发射系统的效率，优化天线结构及尺寸，分析计算星载低频发射天线在不同条件下的辐射效率显得尤为重要。
[0003]然而，在地球磁场的影响下，星载低频方环天线所处的电离层在其工作的VLF频段(甚低频)会表现出强烈的各向异性特性，目前有关方环天线的电流分布和输入阻抗计算大多关注天线位于各向同性介质中的情况，而对于星载式低频方环天线等位于各向异性介质中的天线电流和输入阻抗计算则缺少具体有效的方法。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可适用于星载低频方环天线所处的电离层环境的电流分布、阻抗获取方法。
[0005]一种星载方环天线的电流分布获取方法，包括：
[0006]步骤S100，获取星载方环天线中各天线臂的馈电电压，经分解得到相应的相序电压；
[0007]步骤S200，构建所述相序电压对应的核函数，所述核函数中至少包括星载方环天线所处电离层中O波与E波的波数；
[0008]步骤S300，利用所述核函数获得各天线臂的相序电流；
[0009]步骤S400，基于所述相序电流获得各天线臂的电流分布。
[0010]可选的，所述相序电压表示为：
[0011]V
(0)
＝(1/4)(V
12
+V
23
+V
34
+V
41
)
[0012]V
(1)
＝(1/4)(V
12
‑
jV
23
‑
V
34
+jV
41
)
[0013]V
(2)
＝(1/4)(V
12
‑
V
23
+V
34
‑
V
41
)
[0014]V
(3)
＝(1/4)(V
12
+jV
23
‑
V
34
‑
jV
41
)
[0015]其中V
(0)
、V
(1)
、V
(2)
和V
(3)
分别为零阶、一阶、二阶、三阶相序电压，V
12
、V
23
、V
34
、V
41
分别为星载方环天线中四根天线臂的馈电电压。
[0016]可选的，所述核函数为：
[0017][0018]J0为零阶第一类贝塞尔函数；
[0019]λ为波数横向分量；
[0020]ρ
mn
为观察点到源点的位移横向分量；
[0021]S
mn
表示电离层中VLF电偶极子所激励不同方向电场对应的被积函数；
[0022]D
mn
为观察点到源点的位移纵向分量；
[0023]k
o
和k
e
分别为所述步骤S200中O波与E波的波数。
[0024]D
mn
、ρ
mn
、S
mn
中的m，n分别为1，2，3，4时，D
mn
、ρ
mn
、S
mn
分别表示为：
[0025]D
11
＝z
′‑
zρ
11
＝a
[0026]D
12
＝h+zρ
12
＝h+x
′
[0027]D
13
＝z
′‑
zμ
13
＝2h
[0028]D
14
＝h
‑
zρ
14
＝h+x
′
[0029]D
21
＝h+z
′
ρ
21
＝h+x
[0030]D
22
＝aρ
22
＝x
′‑
x
[0031]D
23
＝h+z
′
ρ
23
＝h
‑
x
[0032]D
24
＝2hρ
24
＝x
′‑
x
[0033]D
31
＝z
′‑
zρ
31
＝2h
[0034]D
32
＝h+zρ
32
＝h
‑
x
′
[0035]D
33
＝z
′‑
zρ
33
＝a
[0036]D
34
＝h
‑
zρ
34
＝h
‑
x
′
[0037]D
41
＝h
‑
z
′
ρ
41
＝h+x
[0038]D
42
＝2hρ
42
＝x
′‑
x
[0039]D
43
＝h
‑
z
′
ρ
43
＝h
‑
x
[0040]D
44
＝aρ
44
＝x
′‑
x
[0041]其中：
[0042]a为天线臂的半径；
[0043]h为天线臂的半长；
[0044]z为天线表面观察点相对天线中心的高度；
[0045]z`为天线上单位电流元相对天线中心所在的高度；
[0046]x为天线表面观察点相对天线中心的横向距离；
[0047]x`为天线上单位电流元相对天线中心的横向距离。可选的，所述相序电流表示为：
[0048](1)第零相：
[0049][0050](2)第一相：
[0051][0052][0053](3)第二相：
[0054][0055](4)第三相：
[0056][0057][0058]其中β
o
和β
e
分别为O波和E波的相位常数；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载方环天线的电流分布获取方法，其特征在于，包括：步骤S100，获取星载方环天线中各天线臂的馈电电压，经分解得到相应的相序电压；步骤S200，构建所述相序电压对应的核函数，所述核函数中至少包括星载方环天线所处电离层中O波与E波的波数；步骤S300，利用所述核函数获得各天线臂的相序电流；步骤S400，基于所述相序电流获得各天线臂的电流分布。2.根据权利要求1所述的星载方环天线的电流分布获取方法，其特征在于，所述相序电压表示为：V
(0)
＝(1/4)(V
12
+V
23
+V
34
+V
41
)V
(1)
＝(1/4)(V
12
‑
jV
23
‑
V
34
+jV
41
)V
(2)
＝(1/4)(V
12
‑
V
23
+V
34
‑
V
41
)V
(3)
＝(1/4)(V
12
+jV
23
‑
V
34
‑
jV
41
)其中V
(0)
、V
(1)
、V
(2)
和V
(3)
分别为零阶、一阶、二阶、三阶相序电压，V
12
、V
23
、V
34
、V
41
分别为星载方环天线中四根天线臂的馈电电压。3.根据权利要求2所述的星载方环天线的电流分布获取方法，其特征在于，所述核函数为：J0为零阶第一类贝塞尔函数；λ为波数横向分量；ρ
mn
为观察点到源点的位移横向分量；S
mn
表示电离层中VLF电偶极子所激励不同方向电场对应的被积函数；D
mn
为观察点到源点的位移纵向分量；k
o
和k
e
分别为所述步骤S200中O波与E波的波数。4.根据权利要求3所述的星载方环天线的电流分布获取方法，其特征在于，D
mn
、ρ
mn
、S
mn
中的m，n分别为1，2，3，4时，D
mn
、ρ
mn
、S
mn
分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：分别表示为：
其中：a为天线臂的半径；h为天线臂的半长；z为天线表面观察点相对天线中心的高度；...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾慧然，李峥序，何通，李凯，
申请(专利权)人：西安电子科技大学杭州研究院，
类型：发明
国别省市：