模式匹配与积分方程在HPM模拟中的应用

针对具有电大尺寸、厚介质罩且馈源采用特定模式激励的高功率微波(HMP)传输及辐射结构研究了一种新型的电磁建模技术。将模式匹配方法与积分方程方法进行混合,构建了电磁模型的方程组,采用多层快速多极子技术、预条件器等进行求解加速,最终形成了可对电大尺寸HPM传输、辐射系统进行高效全波电磁仿真的技术。以电大变张角喇叭馈源、功率合成天线、波束波导及波束波导天线作为实例,构建了几何及电磁模型,并进行了包括远区方向图、近区功率密度分布在内的数值模拟,对该技术的正确性和通用性进行了验证。结果表明,该技术边界拟合准确,内存消耗低,且对馈电模式能予以准确反映,适用于HPM传输发射的高效高精度模拟。

一种消除多径误差的外场天线测试技术

多径效应在机载天线的外场测试中会严重影响测试精度。针对该问题,提出了一种能够消除多径误差且简单易行的测试方法。该方法考虑多径信号的产生机理和矢量叠加原理,对直达和反射信号的组合进行测试,通过数据处理得出直达波信号强度,用于天线增益和方向图计算。利用该方法对机载VHF/UHF天线开展了外场测试,测试结果与仿真曲线吻合良好,证明了该方法的有效性。该测试方法可用于机载航电系统的总体设计与试验验证工作。

波束波导电磁传输问题的积分方程数值解

应用积分方程数值方法建立了任意形状波束波导中电磁传输问题的物理模型;在馈电端用模式匹配方法分析端口匹配状况,基于等效原理建立波导的场激励模型,应用边界积分方程匹配波导的理想电导体(PEC)边界条件,最后,通过矩量法(MoM)和多层快速多级子算法(MLFMA)等数值算法给出了波束波导电磁传输和口面辐射的场解。数值实例证明了上述分析方法对于电大尺寸波束波导电磁传输问题的有效性和精确性。

一种相控阵体制的抗干扰分析方法

从信干比角度考虑,传统的全向辐射体制系统很难实现远距离抗干扰通信,而相控阵体制的高增益、低旁瓣特征可以使系统获得一定的抗干扰能力。从信干比分析入手,引入干扰概率指标,给出了一种针对抗干扰能力的统计分析方法,并进行了仿真分析,结果表明,由于阵面规模直接决定了方向图特性,而天线阵的体积、重量、功耗、成本均随阵元数目的增多而增长,所以在总体设计时需要对阵面规模进行折中考虑。该方法已成功应用于系统硬件总体设计。

求解波束波导中激励-传输-辐射问题的积分方程方法

针对波束波导系统结构和馈电特性,应用体面积分方程建立了任意结构波束波导中电磁波的激励、传输和辐射问题所对应的物理模型。在激励端,采用模式展开方法描述输入口面场分布,并利用模式匹配方法精确模拟波束波导馈电端的匹配状况。通过对波束波导内部的实际结构的精确拟合,基于积分方程建立了激励-传输-辐射的电磁模型,并以高效数值解法给出了波束波导内部任意场点的电场强度分布和波束波导的辐射场解。数值实例证明,积分方程方法可对电大尺寸任意结构波束波导的激励-传输-辐射问题给出稳定的、高精度的数值解。