本發(fā)明涉及一種共形承載天線，特別是一種共形承載天線遠(yuǎn)場(chǎng)功率方向圖的區(qū)間分析方法。
背景技術(shù)：
：共形承載天線(ConformalLoad-bearingAntennaStructure,CLAS)是一種兼具天線電磁功能和結(jié)構(gòu)承載功能的新型天線結(jié)構(gòu)。可以融入飛行器外表面蒙皮中，在實(shí)現(xiàn)天線電性能的同時(shí)，得到光滑平順的機(jī)身表面，完全不影響飛行器的氣動(dòng)性能，并有利于隱身。因此得到了廣泛的應(yīng)用。常用的CLAS一般是將微帶天線集成到可以承載的透波復(fù)合材料中。復(fù)合材料在實(shí)現(xiàn)承載功能的同時(shí)，還影響著電性能。在天線與復(fù)合材料集成過(guò)程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生制造誤差或制造缺陷，如膠層厚度不均勻或有空洞、粘接的脫膠分層等，在影響結(jié)構(gòu)承載性能的同時(shí)，也影響電性能，如副瓣電平、增益損耗、波束寬度、指向精度等，這些電性能均可以由遠(yuǎn)場(chǎng)功率方向圖提取。因此對(duì)一體化集成后、含有制造誤差或缺陷的CLAS功率方向圖的分析就十分重要。傳統(tǒng)的天線電性能分析方法以確定性的方法居多，也有基于統(tǒng)計(jì)的概率方法，由于材料厚度誤差的分布具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，因此通常需要進(jìn)行大量的分析和計(jì)算，十分耗費(fèi)時(shí)間和計(jì)算資源。本發(fā)明的目的是提供一種可大大節(jié)省分析時(shí)間和計(jì)算資源的共形承載天線遠(yuǎn)場(chǎng)功率方向圖的區(qū)間分析方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種共形承載天線遠(yuǎn)場(chǎng)功率方向圖的區(qū)間分析方法，其特征是：至少包括如下步驟：1)確定防護(hù)結(jié)構(gòu)中復(fù)合材料厚度的誤差區(qū)間；實(shí)際厚度所處的區(qū)間為d∈[dinf；dsup]，角標(biāo)inf和sup分別表示區(qū)間的上下邊界，d為材料實(shí)際厚度，d0為理想設(shè)計(jì)厚度；2)確定防護(hù)結(jié)構(gòu)中復(fù)合材料參數(shù)的誤差區(qū)間；實(shí)際相對(duì)介電常數(shù)的所在區(qū)間為ε′∈[ε′inf；ε′sup],磁損耗角的區(qū)間為tanδ∈[(tanδ)inf；(tanδ)sup],此時(shí)參數(shù)ε＝ε′(1-jtanδ)的區(qū)間為:ϵRe⋐[(ϵ′)inf;(ϵ′)sup]]]>ϵIm⋐[-(ϵ′)sup(tanδ)sup;-(ϵ′)inf(tanδ)inf]]]>因?yàn)樵搮?shù)為復(fù)數(shù)量，其實(shí)部和虛部的區(qū)間分別給出，用上角標(biāo)Re和Im分別表示。3)確定變量[Vd]區(qū)間的上下邊界；當(dāng)存在厚度誤差區(qū)間時(shí)，其邊界為：(VdRe)inf＝min((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdRe)sup＝max((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdIm)inf＝min((VIm)dinf,(VIm)dsup)(VdIm)sup＝max((VIm)dinf,(VIm)dsup)當(dāng)存在材料參數(shù)誤差區(qū)間時(shí)，其邊界為：(VdRe)inf=2πλd(ϵ′inf-sin2γ)1/2]]>(VdRe)sup=2πλd(ϵ′sup-sin2γ)1/2]]>(VdIm)inf=-2πλd((tanδ)sup)1/2]]>(VdIm)sup=-2πλd((tanδ)inf)1/2]]>其中，γ為罩體表面入射角，λ為波長(zhǎng)，下角標(biāo)H和V分別表示電磁波的水平和垂直極化分量。4)引入變量：X＝cos(Vd),Y＝sin(Vd)，計(jì)算變量X和Y區(qū)間的上下邊界分別為；(XRe)inf＝min{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XRe)sup＝max{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XIm)inf＝-max{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(XIm)sup＝-min{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YRe)inf＝min{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YRe)sup＝max{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YIm)inf＝min{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YIm)sup＝max{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}5)計(jì)算傳輸復(fù)數(shù)矩陣區(qū)間的上下邊界：其中Ainf/sup＝Cinf/sup＝Xinf/sup(BRe)inf＝min{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}-max{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BRe)sup＝max{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}-min{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BIm)inf＝min{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+min{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(BIm)sup＝max{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+max{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(CRe)inf＝min{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YRe)sup}-max{(j/Z1)Im·(YIm)inf,(j/Z1)Im·(YIm)sup}(CRe)sup＝max{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YRe)sup}-min{(j/Z1)Im·(YIm)inf,(j/Z1)Im·(YIm)sup}(CIm)inf＝min{(j/Z1)Re·(YIm)inf,(j/Z1)Re·(YIm)sup}+min{(j/Z1)Im·(YRe)inf,(j/Z1)Im·(YRe)sup}(CIm)sup＝max{(j/Z1)Re·(YIm)inf,(j/Z1)Re·(YIm)sup}+max{(j/Z1)Im·(YRe)inf,(j/Z1)Im·(YRe)sup}6)引入變量T1＝A+B/Z∞+CZ∞+D，并計(jì)算其區(qū)間的上下邊界；：(T1Re)inf＝(ARe)inf+(BRe)inf/Z∞+(CRe)inf·Z∞+(DRe)inf(T1Re)sup＝(ARe)sup+(BRe)sup/Z∞+(CRe)sup·Z∞+(DRe)sup(T1Im)inf＝(AIm)inf+(BIm)inf/Z∞+(CIm)inf·Z∞+(DIm)inf(T1Im)sup＝(AIm)sup+(BIm)sup/Z∞+(CIm)sup·Z∞+(DIm)sup其中，7)計(jì)算變量T12區(qū)間的上下邊界；(T12Re)inf=min{((T1Re)inf)2,((T1Re)sup)2},0∈[X]00∉[X]]]>(T12Re)sup=max{((T1Re)inf)2,((T1Re)sup)2}]]>(T12Im)inf=min{((T1Im)inf)2,((T1Im)sup)2},0∈[X]00∉[X]]]>(T12Im)sup=max{((T1Im)inf)2,((T1Im)sup)2}]]>8)計(jì)算透射系數(shù)T區(qū)間的上下邊界；(TRe)inf=2min{(T1Re)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Re)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TRe)sup=2max{(T1Re)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Re)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TIm)inf=-2max{(T1Im)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Im)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TIm)sup=-2min{(T1Im)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Im)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>9)計(jì)算天線表面單個(gè)單元的遠(yuǎn)場(chǎng)場(chǎng)值x分量Fxi的區(qū)間上下邊界，(FxiRe)inf=min{(Bxi′)Re·(THRe)inf,(Bxi′)Re·(THRe)sup}-max{(Bxi′)Im·(THIm)inf,(Bxi′)Im·(THIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVRe)inf,(Cxi′)Re·(TVRe)sup}-max{(Cxi′)Im·(TVIm)inf,(Cxi′)Im·(TVIm)sup}]]>(FxiRe)sup=max{(Bxi′)Re·(THRe)inf,(Bxi′)Re·(THRe)sup}-min{(Bxi′)Im·(THIm)inf,(Bxi′)Im·(THIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVRe)inf,(Cxi′)Re·(TVRe)sup}-min{(Cxi′)Im·(TVIm)inf,(Cxi′)Im·(TVIm)sup}]]>(FxiIm)inf=min{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+min{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}]]>(FxiIm)sup=max{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+max{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}]]>其中，Bx=(AexxEttbx+AeyxEttby+AezxEttbz+AhxxHbnbx+AhyxHbnby+AhzxHbnbz)ejk0(xsinθcosφ+ysinθsinφ+zcosθ)]]>Cx=(AexxEbnbx+AeyxEbnby+AezxEbnbz+AhxxHttbx+AhyxHttby+AhzxHttbz)ejk0(xsinθcosφ+ysinθsinφ+zcosθ)]]>Aexx=-cosθnrz-sinθsinφnry,Aeyx=sinθsinφnrx,Aezx=cosθnrx]]>Ahxx=μ0/ϵ0(sinθcosθcosφnry-sin2θsinφcosφnrz)]]>Ahyx=μ0/ϵ0(-sin2θsin2φnrz-cos2θnrz-sinθcosθcosφnrx)]]>Ahzx=μ0/ϵ0(sin2θsinφcosφnrx+sin2θsin2φnry+cos2θnry)]]>Eb和Et為天線罩內(nèi)表面電場(chǎng)和磁場(chǎng)在切平面上的分量，Eb=Exinnbx+Eyinnby+Ezinnbz]]>Et=Exintbx+Eyintby+Ezintbz]]>Hb=Hxinnbx+Hyinnby+Hzinnbz]]>Ht=Hxintbx+Hyintby+Hzintbz]]>天線罩內(nèi)表面的電場(chǎng)Ein和磁場(chǎng)Hin為已知量，由天線基本尺寸參數(shù)可計(jì)算得到，其分量形式：Ein=iExin+jEyin+kEzin]]>Hin=iHxin+jHyin+kHzin]]>nb和tb分別標(biāo)示天線罩外表面切平面上兩個(gè)互相垂直的分量，下標(biāo)i表示天線表面離散后的第i個(gè)單元，ρ,φ,θ是球坐標(biāo)下的半徑、方位角和俯仰角，參見(jiàn)圖2；10)計(jì)算天線表面全部單元場(chǎng)值x分量Fx的區(qū)間上下邊界：(FxRe)inf/sup=Σi=1n(ΔSi·(FxiRe)inf/sup)]]>(FxIm)inf/sup=Σi=1n(ΔSi·(FxiIm)inf/sup)]]>n是天線表面離散單元的數(shù)量；11)計(jì)算功率方向圖區(qū)間上下邊界其上邊界為：當(dāng)時(shí)，下邊界為當(dāng)時(shí)，下邊界為當(dāng)且時(shí)，下邊界為Pxinf(θ,φ)＝0其余情況下，其下邊界為：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明將區(qū)間分析應(yīng)用于天線罩遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖的分析中，可在給定厚度或材料參數(shù)誤差區(qū)間的基礎(chǔ)上，通過(guò)一次分析，即可得到對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖區(qū)間，相對(duì)于基于概率的蒙特卡羅方法大大節(jié)省了分析時(shí)間和計(jì)算資源。下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明用詳細(xì)說(shuō)明：附圖說(shuō)明圖1是共形承載天線的參數(shù)示意圖；圖2共形承載天線的陣面電場(chǎng)分布圖；圖3區(qū)間分析方法和蒙特卡羅方法計(jì)算的方向圖對(duì)比；圖4不同介電常數(shù)誤差區(qū)間的功率方向圖。具體實(shí)施方式一種共形承載天線遠(yuǎn)場(chǎng)功率方向圖的區(qū)間分析方法，至少包括如下步驟：1)確定防護(hù)結(jié)構(gòu)中復(fù)合材料厚度的誤差區(qū)間；實(shí)際厚度所處的區(qū)間為d∈[dinf；dsup]，角標(biāo)inf和sup分別表示區(qū)間的上下邊界，d為材料實(shí)際厚度，d0為理想設(shè)計(jì)厚度；2)確定防護(hù)結(jié)構(gòu)中復(fù)合材料參數(shù)的誤差區(qū)間；實(shí)際相對(duì)介電常數(shù)的所在區(qū)間為ε′∈[ε′inf；ε′sup],磁損耗角的區(qū)間為tanδ∈[(tanδ)inf；(tanδ)sup],此時(shí)參數(shù)ε＝ε′(1-jtanδ)的區(qū)間為:ϵRe⋐[(ϵ′)inf;(ϵ′)sup]]]>ϵIm⋐[-(ϵ′)sup(tanδ)sup;-(ϵ′)inf(tanδ)inf]]]>因?yàn)樵搮?shù)為復(fù)數(shù)量，其實(shí)部和虛部的區(qū)間分別給出，用上角標(biāo)Re和Im分別表示。3)確定變量[Vd]區(qū)間的上下邊界；當(dāng)存在厚度誤差區(qū)間時(shí)，其邊界為：(VdRe)inf＝min((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdRe)sup＝max((VRe)dinf,(VRe)dsup)(VdIm)inf＝min((VIm)dinf,(VIm)dsup)(VdIm)sup＝max((VIm)dinf,(VIm)dsup)當(dāng)存在材料參數(shù)誤差區(qū)間時(shí)，其邊界為：(VdRe)inf=2πλd(ϵ′inf-sin2γ)1/2]]>(VdRe)sup=2πλd(ϵ′sup-sin2γ)1/2]]>(VdIm)inf=-2πλd((tanδ)sup)1/2]]>(VdIm)sup=-2πλd((tanδ)inf)1/2]]>其中，γ為罩體表面入射角，λ為波長(zhǎng)，下角標(biāo)H和V分別表示電磁波的水平和垂直極化分量。4)引入變量：X＝cos(Vd),Y＝sin(Vd)，計(jì)算變量X和Y區(qū)間的上下邊界分別為；(XRe)inf＝min{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XRe)sup＝max{cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(XIm)inf＝-max{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(XIm)sup＝-min{sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YRe)inf＝min{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YRe)sup＝max{sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)inf·cosh(VdIm)sup,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)inf,sin(VdRe)sup·cosh(VdIm)sup}(YIm)inf＝min{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}(YIm)sup＝max{cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)inf·sinh(VdIm)sup,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)inf,cos(VdRe)sup·sinh(VdIm)sup}5)計(jì)算傳輸復(fù)數(shù)矩陣區(qū)間的上下邊界：其中Ainf/sup＝Cinf/sup＝Xinf/sup(BRe)inf＝min{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}-max{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BRe)sup＝max{(jZ1)Re·(YRe)inf,(jZ1)Re·(YRe)sup}-min{(jZ1)Im·(YIm)inf,(jZ1)Im·(YIm)sup}(BIm)inf＝min{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+min{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(BIm)sup＝max{(jZ1)Re·(YIm)inf,(jZ1)Re·(YIm)sup}+max{(jZ1)Im·(YRe)inf,(jZ1)Im·(YRe)sup}(CRe)inf＝min{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YRe)sup}-max{(j/Z1)Im·(YIm)inf,(j/Z1)Im·(YIm)sup}(CRe)sup＝max{(j/Z1)Re·(YRe)inf,(j/Z1)Re·(YRe)sup}-min{(j/Z1)Im·(YIm)inf,(j/Z1)Im·(YIm)sup}(CIm)inf＝min{(j/Z1)Re·(YIm)inf,(j/Z1)Re·(YIm)sup}+min{(j/Z1)Im·(YRe)inf,(j/Z1)Im·(YRe)sup}(CIm)sup＝max{(j/Z1)Re·(YIm)inf,(j/Z1)Re·(YIm)sup}+max{(j/Z1)Im·(YRe)inf,(j/Z1)Im·(YRe)sup}6)引入變量T1＝A+B/Z∞+CZ∞+D，并計(jì)算其區(qū)間的上下邊界；：(T1Re)inf=(ARe)inf+(BRe)inf/Z∞+(CRe)inf·Z∞+(DRe)inf]]>(T1Re)sup=(ARe)sup+(BRe)sup/Z∞+(CRe)sup·Z∞+(DRe)sup]]>(T1Im)inf=(AIm)inf+(BIm)inf/Z∞+(CIm)inf·Z∞+(DIm)inf]]>(T1Im)sup=(AIm)sup+(BIm)sup/Z∞+(CIm)sup·Z∞+(DIm)sup]]>其中，7)計(jì)算變量T12區(qū)間的上下邊界；(T12Re)inf=min{((T1Re)inf)2,((T1Re)sup)2},0∈[X]00∉[X]]]>(T12Re)sup=max{((T1Re)inf)2,((T1Re)sup)2}]]>(T12Im)inf=min{((T1Im)inf)2,((T1Im)sup)2},0∈[X]00∉[X]]]>(T12Im)sup=max{((T1Im)inf)2,((T1Im)sup)2}]]>8)計(jì)算透射系數(shù)T區(qū)間的上下邊界；(TRe)inf=2min{(T1Re)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Re)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TRe)sup=2max{(T1Re)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Re)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Re)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TIm)inf=-2max{(T1Im)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Im)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>(TIm)sup=-2min{(T1Im)inf(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)sup(T12Re)inf+(T12Im)sup,(T1Im)inf(T12Re)sup+(T12Im)inf,(T1Im)sup(T12Re)sup+(T12Im)inf}]]>9)計(jì)算天線表面單個(gè)單元的遠(yuǎn)場(chǎng)場(chǎng)值x分量Fxi的區(qū)間上下邊界，(FxiRe)inf=min{(Bxi′)Re·(THRe)inf,(Bxi′)Re·(THRe)sup}-max{(Bxi′)Im·(THIm)inf,(Bxi′)Im·(THIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVRe)inf,(Cxi′)Re·(TVRe)sup}-max{(Cxi′)Im·(TVIm)inf,(Cxi′)Im·(TVIm)sup}]]>(FxiRe)sup=max{(Bxi′)Re·(THRe)inf,(Bxi′)Re·(THRe)sup}-min{(Bxi′)Im·(THIm)inf,(Bxi′)Im·(THIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVRe)inf,(Cxi′)Re·(TVRe)sup}-min{(Cxi′)Im·(TVIm)inf,(Cxi′)Im·(TVIm)sup}]]>(FxiIm)inf=min{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+min{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}+min{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}]]>(FxiIm)sup=max{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+max{(Bxi′)Re·(THIm)inf,(Bxi′)Re·(THIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}+max{(Cxi′)Re·(TVIm)inf,(Cxi′)Re·(TVIm)sup}]]>其中，Bx=(AexxEttbx+AeyxEttby+AezxEttbz+AhxxHbnbx+AhyxHbnby+AhzxHbnbz)ejk0(xsinθcosφ+ysinθsinφ+zcosθ)]]>Cx=(AexxEbnbx+AeyxEbnby+AezxEbnbz+AhxxHttbx+AhyxHttby+AhzxHttbz)ejk0(xsinθcosφ+ysinθsinφ+zcosθ)]]>Aexx=-cosθnrz-sinθsinφnry,Aeyx=sinθsinφnrx,Aezx=cosθnrx]]>Ahxx=μ0/ϵ0(sinθcosθcosφnry-sin2θsinφcosφnrz)]]>Ahyx=μ0/ϵ0(-sin2θsin2φnrz-cos2θnrz-sinθcosθcosφnrx)]]>Ahzx=μ0/ϵ0(sin2θsinφcosφnrx+sin2θsin2φnry+cos2θnry)]]>Eb和Et為天線罩內(nèi)表面電場(chǎng)和磁場(chǎng)在切平面上的分量，Eb=Exinnbx+Eyinnby+Ezinnbz]]>Et=Exintbx+Eyintby+Ezintbz]]>Hb=Hxinnbx+Hyinnby+Hzinnbz]]>Ht=Hxintbx+Hyintby+Hzintbz]]>天線罩內(nèi)表面的電場(chǎng)Ein和磁場(chǎng)Hin為已知量，由天線基本尺寸參數(shù)可計(jì)算得到，其分量形式：Ein=iExin+jEyin+kEzin]]>Hin=iHxin+jHyin+kHzin]]>nb和tb分別標(biāo)示天線罩外表面切平面上兩個(gè)互相垂直的分量，下標(biāo)i表示天線表面離散后的第i個(gè)單元，ρ,φ,θ是球坐標(biāo)下的半徑、方位角和俯仰角，參見(jiàn)圖2；10)計(jì)算天線表面全部單元場(chǎng)值x分量Fx的區(qū)間上下邊界：(FxRe)inf/sup=Σi=1n(ΔSi·(FxiRe)inf/sup)]]>(FxIm)inf/sup=Σi=1n(ΔSi·(FxiIm)inf/sup)]]>n是天線表面離散單元的數(shù)量；11)計(jì)算功率方向圖區(qū)間上下邊界Px(θ,φ′)＝|Fx(θ,φ′)|2＝|FxRe|2+|FxIm|2，其上邊界為：當(dāng)時(shí)，下邊界為當(dāng)時(shí)，下邊界為當(dāng)且時(shí)，下邊界為Pxinf(θ,φ)＝0其余情況下，其下邊界為：為檢驗(yàn)上述方法，特設(shè)計(jì)一共形承載天線，具體參數(shù)見(jiàn)圖1。該天線基板寬90mm、長(zhǎng)120mm，陣面印制4個(gè)相同的微帶天線及功分網(wǎng)絡(luò)，如圖中紅色部分，工作頻率12.5GHz。防護(hù)結(jié)構(gòu)的玻璃鋼蒙皮厚度0.5mm，介電常數(shù)4.2，磁損耗角0.026。天線介質(zhì)基板厚度0.5mm，介電常數(shù)2.2，磁損耗角0.0009。天線表面的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由HFSS軟件計(jì)算得到，如圖2所示。算例1：設(shè)防護(hù)結(jié)構(gòu)中玻璃鋼蒙皮存在厚度誤差，誤差區(qū)間為[dinf；dsup]＝[0.995；1.005]dskin，dskin＝0.5mm為設(shè)計(jì)的理想厚度。計(jì)算結(jié)果得到的方向圖區(qū)間參見(jiàn)圖3。同時(shí)使用蒙特卡羅方法計(jì)算T＝3000次蒙皮存在相同誤差區(qū)間內(nèi)的隨機(jī)誤差情況下的方向圖，并取平均值與本發(fā)明的區(qū)間分析方法的平均值(Pinf+Psup)/2對(duì)比。可見(jiàn)兩個(gè)平均值非常接近，表明本文方法通過(guò)一次計(jì)算，即可取得蒙特卡羅方法數(shù)千次計(jì)算的效果。算例2：設(shè)防護(hù)結(jié)構(gòu)中玻璃鋼蒙皮存在材料參數(shù)誤差，并選取不同的誤差區(qū)間，分別為[0.985；1.015]εskin,[0.98；1.02]εskin。理想介電常數(shù)εskin＝4.2。計(jì)算結(jié)果得到的方向圖區(qū)間參見(jiàn)圖4，相關(guān)電性能參數(shù)參見(jiàn)表1。表1是圖4中方向圖的主要電性能參數(shù)可見(jiàn)，較大的誤差區(qū)間的方向圖包含了較小的誤差區(qū)間方向圖。本發(fā)明將區(qū)間分析應(yīng)用于天線罩遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖的分析中，可在給定厚度或材料參數(shù)誤差區(qū)間的基礎(chǔ)上，通過(guò)一次分析，即可得到對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖區(qū)間，相對(duì)于基于概率的蒙特卡羅方法大大節(jié)省了分析時(shí)間和計(jì)算資源。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3