反射面天线面板变形数据的预处理方法

摘要

本发明公开了一种反射面天线面板变形数据的预处理方法。该方法以反射面天线的变形数据为处理对象，根据工程中的不同数据类型选择：扇形面板采样点三维坐标、三角形单元结点坐标、四边形单元结点坐标三种不同的数据预处理方法；引入面积坐标和极坐标简化任意单元的积分区域；使用Gauss积分公式提高数值积分效率；以天线的半功率波瓣宽度为参照，估计方向图的波瓣数目；选取每个波瓣的离散点数目，确定方向图的离散精度；根据方向图的离散精度重复数值积分计算，最终绘制出变形反射面天线的完整的远场方向图。仿真结果表明，本发明不仅能有效地减少数据处理时间，而且能提高天线方向图计算精度，可应用于在多种工程情况下对反射面天线变形数据的预处理。

主权项

1. 一种基于扇形面板单元采样点三维坐标对反射面天线变性数据预处理的方法，包括如下过程：(1)将反射面天线变性数据中结点在x，y方向的坐标映射到普通Gauss积分公式所在的[-1，1]区间，分别确定x，y方向积分点的数目为n，m，并求取积分点的坐标xk，yi及其系数Ak，Ai，其中，k＝1～n，i＝1～m；(2)依据反射面天线面板划分情况，确定单块面板在极坐标系下的积分区域，积分区域包括：径向区域[a，b]和周向区域[c，d]；(3)利用坐标变量代换式：${\rho }_k^{\prime }=\frac{a+b}{2}+\frac{b-a}{2}{x}_k,$ ${\phi }_i^{\prime }=\frac{c+d}{2}+\frac{d-c}{2}{y}_i$，将积分点的坐标xk，yi映射到所述极坐标的积分区域中；(4)利用系数变量代换式：$A_k^{\prime }=\frac{b-a}{2}{A}_k,$ $A_i^{\prime }=\frac{d-c}{2}{A}_i,$将积分点对应的系数做相应的变换；(5)利用采样点坐标插值求出积分点的z坐标，依据相位差公式：δ＝ΔZcos2(ξ/2)4π/λ，求取积分点上的相位差，式中λ是天线的工作波长，ξ为该积分点与反射面焦点的连线与z轴的夹角，ΔZ为积分点变形前后的Z向位移；(6)利用直角坐标和极坐标的转化关系，将积分式f转化为极坐标形式g，即g(ρ′，φ′)＝f(ρ′cosφ′，ρ′sinφ′)ρ′，式中f＝E(ρ′)ejδejkρ′sin(θ)cos(φ-φ′)，j表示复数，θ为无穷远处观测点到反射面焦点的连线与Z轴的夹角，E为口径场分布函数，系数k＝2π/λ，λ为波长，ρ′为极坐标系下的半径；(7)利用步骤(3)～步骤(6)所得到的数据，依据扇形单元极坐标形式下的二重Gauss积分公式：$T=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{A}_k^{\prime }{A}_i^{\prime }g({\rho }_k^{\prime },{\phi }_i^{\prime }),$计算反射面天线方向图上一个点的场值，式中，g(ρ′k，φ′i)为g(ρ′，φ′)的离散形式；(8)确定反射面天线方向图的离散精度即离散点数目，重复数值积分计算方向图所有离散点的场值，绘制完整的天线方向图。