HFSS結合UTD計算機載天線(xiàn)方向圖
4 計算結果
將HFSS計算得出的天線(xiàn)近區矢量場(chǎng)分量作為起點(diǎn),用UTD程序計算該近區場(chǎng)在通過(guò)機身的遮擋、反射、繞射以后的遠區效應。
此時(shí),只要尋出平板、圓柱和圓錐間的反射、繞射射線(xiàn),就可以計算出天線(xiàn)經(jīng)過(guò)飛機機身的反射、繞射后的方向圖。然而,由于遮擋等其他因素,有些區域在經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)模塊的計算以后仍然沒(méi)有場(chǎng)值,此時(shí)應該再加入像平板-圓柱、圓柱-平板以及圓柱-圓柱等二階的反射、繞射以及直射場(chǎng)。經(jīng)過(guò)這樣一些運算,就會(huì )得到經(jīng)過(guò)整架飛機的反射、繞射、遮擋以后的場(chǎng)值,最終得到天線(xiàn)安裝在飛機上時(shí)的受擾方向圖。立體方向圖如圖6所示。
(a) 和波束
(b) 差波束
圖6 受擾后陣列天線(xiàn)立體方向圖
圖7~9為二維方向圖,圖中直線(xiàn)是陣列天線(xiàn)未受擾的方向圖,點(diǎn)劃線(xiàn)是受擾后的方向圖。圖7是和波束俯仰面方向圖,相控陣天線(xiàn)位于飛機機身上方,由于機身的遮擋,在機身下方的場(chǎng)值明顯變小。而由于天線(xiàn)安裝位置,載機平臺對天線(xiàn)方位面方向圖的影響較小,如圖8所示。圖9是差波束方位面方向圖,零深達到了40dB,仍然能夠正常工作。
圖7 和波束俯仰面方向圖
圖8 和波束方位面方向圖
圖9 差波束方位面方向圖
5 結論
在分析像相控陣天線(xiàn)這樣比較復雜的天線(xiàn)的過(guò)程中,用ANSOFT HFSS軟件是比較方便的。然而由于有限元方法計算的局限性,ANSOFT HFSS又無(wú)法完全將機載天線(xiàn)與整架飛機在一起仿真計算其方向圖。對于計算飛機這樣的電大尺寸的問(wèn)題,UTD方法概念清晰,簡(jiǎn)單易算,是一種比較好的選擇,因此,可以將兩種方法結合使用,以計算機載相控陣天線(xiàn)的方向圖。從上面的例子可以看出,計算結果比較令人滿(mǎn)意,同時(shí)也證明了該方法的有效性,為工程應用提供了極有價(jià)值的參考依據。
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