天線—罩系統(tǒng)電性能數(shù)值分析與優(yōu)化研究.pdf

1、高速飛行器天線罩是保護(hù)天線在惡劣環(huán)境下正常工作的部件，它既要適應(yīng)飛行過程中氣動(dòng)力與氣動(dòng)熱等環(huán)境條件，還要滿足無線電制導(dǎo)的要求，是一個(gè)具有雙重作用的電磁窗。受制造工藝的影響，一次加工成型的天線罩在電性能上往往難以滿足要求，主要體現(xiàn)在瞄準(zhǔn)誤差與瞄準(zhǔn)誤差率的超差，影響制導(dǎo)的精度與穩(wěn)定性。因此必須對(duì)天線罩系統(tǒng)進(jìn)行電性能數(shù)值計(jì)算和評(píng)估，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)其進(jìn)行二次優(yōu)化指導(dǎo)。
　　精確的正向算法是電性能有效優(yōu)化的前提。綜合分析幾何光學(xué)、物理光學(xué)

2、與低頻分析等電磁場(chǎng)數(shù)值分析算法的特點(diǎn)與適用范圍，并結(jié)合課題所研究天線-罩系統(tǒng)的具體情況，使用平面波譜-表面積分法作為數(shù)值分析的主要算法。并在平面波譜法計(jì)算近場(chǎng)時(shí)引入了高斯型積分，解決了在計(jì)算非圓形天線計(jì)算精度不足的問題，實(shí)現(xiàn)了三維天線-罩系統(tǒng)電性能的精準(zhǔn)數(shù)值計(jì)算與分析。
　　針對(duì)傳統(tǒng)算法計(jì)算帶罩天線瞄準(zhǔn)誤差存在小步長(zhǎng)多次迭代，計(jì)算精度不高且效率低等問題，在遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算時(shí)引入了有效觀察角的概念，僅考慮最值點(diǎn)附近部分主瓣。并將方向圖的計(jì)算

3、與瞄準(zhǔn)誤差求解在程序上分離，通過最小二乘法擬合函數(shù)最值點(diǎn)位置求解瞄準(zhǔn)誤差，減小了常規(guī)算法對(duì)單個(gè)計(jì)算點(diǎn)精度地依賴，在不降低計(jì)算精度的同時(shí)有效優(yōu)化了計(jì)算效率。
　　內(nèi)廓面修磨是一種有效的二次優(yōu)化方法，但是具體的修磨位置難以確定。本文分析了面天線在掃描過程中輻射變化情況，研究了最大瞄準(zhǔn)誤差掃描角的存在性。并且對(duì)天線罩內(nèi)廓面型值點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，計(jì)算出瞄準(zhǔn)誤差最大時(shí)天線主軸方向與罩壁的交點(diǎn)位置。并假定交點(diǎn)位置附近為天線-罩系統(tǒng)電磁敏感區(qū)，可