基于波导端口的天线隔离度全波计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113987826A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111316936.1(22)申请日2021.11.09(71)申请人北京航空航天大学地址100000北京市海淀区学院路37号(72)发明人李尧尧蔡少雄曹成(74)专利代理机构成都巾帼知识产权代理有限公司51260代理人邢伟(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称基于波导端口的天线隔离度全波计算方法(57)摘要本发明公开了一种基于波导端口的天线隔离度全波计算方法，包括以下步骤：S1.加载初始化的CAD网格模型；S2.在目标网格模型上进行收发天线模型的安装：S3.从发射天线、接收天线、馈源网格和目标的网格模型提取基函数列表，并获取所需的矩阵、向量和场分布；S4.利用矩量法后处理计算得到发射天线激励下的和计算得到接收天线激励下的和S5.根据步骤S4的到的结果，计算天线隔离度。本发明解除了正向波与反向波之间的耦合，方便了后面波导端口间耦合度的计算，计算结果也更加准确，并且无需在接收端口加入匹配负载，即可完成端口匹配的处理，更加方便有效。CN113987826ACN113987826A权利要求书1/3页1.基于波导端口的天线隔离度全波计算方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.加载初始化的CAD网格模型：从nastran格式网格模型文件中提取CAD网格模型的发射天线模型和接收天线模型，并指定收/发天线的波导端口；同时从nastran格式网格模型文件中导入电大尺寸的目标网格模型；S2.在目标网格模型上进行收发天线模型的安装：根据收/发天线在目标上的天线安装位置和方向分别设置收/发天线工作平面，并将步骤S1得到的收/发天线模型对齐到各自的工作平面，完成收/发天线模型在目标模型上的安装；S3.从发射天线、接收天线和目标的网格模型提取基函数列表，并获取所需的矩阵、向量和场分布；S4.利用矩量法后处理计算得到发射天线激励下的和计算得到接收天线激励下的和S5.根据步骤S4的到的结果，计算天线隔离度。2.根据权利要求1所述的基于波导端口的天线隔离度全波计算方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：S301.从发射天线、接收天线、目标的网格模型中将所有网格的点坐标和点连接读取进内存，并按照rwg基函数形式从网格点坐标和点连接中提取基函数列表fm,m＝1,2,…,nbase,其中nbase为基函数总数；S302.对矩阵[A]nbase×nbase填充得到矩量法计算所需要的系统矩阵A，amn为A的第m行第n列元素；填充公式如下：其中，fm和fn为第m个和第n个基函数，G为三维格林函数；εl为自由空间介电常数；μl为自由空间磁导率；为空间线性微分算子，ω为角频率；r′为源点所在区域即fn区域内的位置矢量；r为场点所在区域即fm区域内的位置矢量；S303.对发射天线端口激励下的激励项[rhs]nbase填充得到矩量法计算所需要的右侧向量；其中，为发射天线端口激励下的第m个基函数域内的场分布，rhsm为激励项[rhs]nbase中的第m个元素；S304.计算求解Ax＝rhs得到x，作为每个基函数ibase未知量上的电流量x[ibase]，ibase为1到nbase的整数下标；S305.对接收天线端口激励下的激励项[rhs′]nbase填充得到矩量法计算所需要的右侧向量；2CN113987826A权利要求书2/3页其中，为接收天线端口激励下的第m个基函数域内的场分布；rhs′m为激励项[rhs′]nbase中的第m个元素S306.计算求解Ax＝rhs′得到x′，为每个基函数ibase未知量上的电流量x’[ibase]，ibase为1到nbase的整数下标。3.根据权利要求1所述的基于波导端口的天线隔离度全波计算方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下子步骤：S401.对于波导端口激励的天线，将此类天线分为天线的波导部分和天线辐射部分，在天线波导部分的中间位置设置参考平面，以及距离参考平面分别沿+方向或‑方向平移δ距离的地方分别各设置采样平面，分别称作+δ采样平面和‑δ采样平面；S402.以波导的顶点P0(x0,y0,z0)为中心点，长轴为U轴(ux,uy,uz)，短轴为V轴(vx,vy,vz)，+方向为W轴(wx,wy,wz)建立右手系波导口面直角局部坐标系，参考平面位于w＝ref，+δ采样平面位于w+＝ref+δ，‑δ采样平面位于w‑＝ref‑δ；在下面步骤中，对于任何右上角带有±的符号，表示有+、‑两种取值：当±取+时，步骤中所有的±都为+；当±取‑时，步骤中所有的±都为‑；S403.对两采样平面在波导中的部分进行采样，得到采样点坐标列表其