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《接收模式下加罩天線系統(tǒng)特性的快速電磁仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、2015年10月第41卷第10期北京航空航天大學學報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics0ctober2015V01．4lNo．10http：f}bhxb．buaa．edu．en、buaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2015．0212接收模式下加罩天線系統(tǒng)特性的快速電磁仿真何芒+，劉金波，王斌斌，徐曉文，章傳芳，孫厚軍(北京理工大學信息與電子學院，北京100081)摘要：針對接收模式下電大尺寸的天線．天線罩系統(tǒng)電磁特性分析問題，提出了一種全波法和高頻法結合的混合算法
2、：積分方程／修正型表面積分+多層快速多極子(IE／MSI+MLFMA)方法．該方法將由高頻方法MSI得到的天線罩內場分布作為天線陣列的激勵場，再利用基于體．面混合積分方程(VSIE)和MLFMA的快速全波分析方法精確計算天線陣；同時應用球諧函數(shù)展開、預處理技術、混合并行等技術進一步改進算法的計算效率．同傳統(tǒng)的全波數(shù)值法相比，該方法在保證計算精度、滿足工程需要的前提下，解決了求解計算時間長、計算效率低的問題，實現(xiàn)了對電大尺寸天線一天線罩系統(tǒng)的快速、高效仿真．關鍵詞：加罩天線系統(tǒng)；體一面混合積分方程(VSIE)；表面積分；多層快速多極子算法(MLFMA)；球諧函數(shù)展開；并行計算中圖分類號：V
3、219；TN958．92文獻標識碼：A文章編號：1001—5965(2015)10—1792-09現(xiàn)代天線系統(tǒng)中，天線罩在保護天線免受外界環(huán)境干擾的同時，也會影響到天線本身的電性能，如主瓣展寬、波束指向偏移、副瓣升高等?．因此，對帶罩天線系統(tǒng)電磁特性分析的研究，不僅具有較高的理論價值，更具有重要的現(xiàn)實意義．對于電中小尺寸的天線一天線罩系統(tǒng)，全波數(shù)值法可以精確高效地得到仿真結果．但是，工作于微波尤其是毫米波段的天線罩通常具有很大的電尺寸，隨著系統(tǒng)規(guī)模的增加，待求未知量也急劇增多，現(xiàn)有的全波數(shù)值分析方法對這種結構電磁特性的分析往往需要消耗大量的內存和計算時間，即便使用加速算法如多層快速多極子
4、(MutilevelFastMuhipoleAlgorithm，MLFMA)舊1等方法降低了計算復雜度，但計算效率仍然不高．而且，已有文獻大多研究發(fā)射模式下天線罩對天線特性的影響，而極少有文獻討論接收模式下電大尺寸天線．天線罩系統(tǒng)的電性能分析，而后者在工程中應用極多，如帶罩相控陣的校準測量一般都是在接收模式下進行．因此，接收模式下帶罩天線系統(tǒng)電磁特性的有效分析是計算電磁學領域一個頗具挑戰(zhàn)性的研究課題．針對這一問題，本文結合全波快速分析法與高頻射線算法各自的優(yōu)勢，提出了一種基于多層快速多極子加速的IE／MSI(IntegralEquation／ModifiedSurfaceIntegrat
5、ion)+MLFMA混合算法，在保證計算精度滿足工程需要的情況下，消除了傳統(tǒng)方法求解此類問題時存在的計算時間長、效率低下的弊端．本文詳細地論述了該方法的基本理論和技術細節(jié)，給出的數(shù)值算例證明了其高效性與精確性．1理論基礎被動接收模式下的天線．天線罩系統(tǒng)模型如圖1所示，模型可等效為人射平面波照射下Ⅳ層介質天線罩加載的天線陣列中等效電流分布的求收稿日期：2015-04-10；錄用日期：2015-04．24；網(wǎng)絡出版時間：2015_06-2416：46網(wǎng)絡出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20150624．1646．003．html基金項目：國家自
6、然科學基金(61471040)+通訊作者：何芒(1976一)，男，安徽安慶人，副教授，hemang@bit．edu．cn，主要研究方向為天線理論與技術、計算電磁學．引用格式：何芒，劉金波，王斌斌，等．接收模式下加罩天線系統(tǒng)特性的快速電磁仿真fJJ．北京航空航天大學學報，2015，41(10)：1792-1800．HeM，LiuJB，WangBB，eta1．Fastelectromagneticsimulationofcharacteristicsofradome—antennasysteminre．ceivingmode[JJ．JournalofBeijingUniversityofAe
7、ronauticsandAstronautics，2015，41(J0)：1792．1800(inChinese)．第10期何芒，等：接收模式下加罩天線系統(tǒng)特性的快速電磁仿真1793解．如引言所述，本文提出了一種新的全波分析與高頻近似方法相結合的混合算法．整個算法可分為2個步驟：①由基于MSI的高頻方法得到天線罩內的場分布E和H；②再將此場分布作為天線陣列的激勵場，利用基于體-面混合積分方程(VolumeSurfaceIntegra
