基于FFT的近场-口径场变换方法

本文提出的近场 -口径场变换方法基于探头与被测天线 (AUT)的耦合方程 ,由Fourier变换求出 AUT发射场的平面波谱的切向分量 ,然后由 Fourier反变换求出被测天线口径场的切向分量 ,从而达到诊断天线口径场幅相分布的目的。口径场变换中的大部分计算采用 FFT算法 ,并且引入空间域的重构法 ,数值精度好 ,数据处理效率高 ,可以达到任意的诊断分辨率。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了该方法的正确性和工程实用性。

近场口径场变换的共轭递度快速傅里叶变换算法

改进了基于等效磁流的近场—口径场变换方法 ,采用共轭梯度法迭代求解矩阵方程的最小二乘意义解 ,把系数矩阵构造成循环Toeplitz块矩阵 ,用二维快速傅里叶变换计算迭代过程中大量的矩阵与矢量乘积 ,从而形成近场—口径场变换的共轭梯度快速傅里叶变换算法 .通过数值模拟 ,并与奇异值分解法和共轭梯度法比较 ,说明该算法可以极大地提高计算效率 ,并由诊断实验验证了算法的工程实用性 .

平面近场测量中一种口径场重构技术研究

研究了一种用于平面相控阵天线幅相校准和诊断测试的口径场重构技术。该技术基于等效磁流法,引入矩量法建立平面近场数据与阵列天线口径场分布的联系方程,求解此方程获得阵列天线的口径场分布。模拟计算结果与传统的模式展开法对比,证明了等效磁流法的正确性和可行性;接着讨论了平面近场测试中各关键参数对重构结果的影响;最后基于等效磁流法口径场重构技术实现了某有源相控阵天线的测试和校准,证明了该方法的有效性和实用性。

近场口径场变换的MoM-PWS方法

提出了近场诊断测量中实现近场 -口径场变换的MoM PWS方法。该方法基于矩量法和平面波谱理论 ,通过特殊的矩阵方程将被测天线口径场与由近远场变换获得的远场方向图联系起来 ,采用FFT技术和空间域的Fourier重构法求解口径场的幅相分布 ,从而能够修正探头的效应 ,避免了忽略衰减波对口径诊断精度的影响。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了MoM PWS方法的正确性。

基于口径场变换的相控阵天线加权系数修正方法

提出了一种基于口径场变换的阵列加权补偿技术,该补偿技术利用仿真或测试的方向图数据,反演等效激励数据,迭代逼近理想的激励数据,进一步修正天线阵列的加权系数,从而获得理想的低副瓣方向图性能。以一个16元八木天线相控阵为例,由于采用多种规格的天线单元,单元方向图增益差异较大,影响合成方向图性能,而通过应用该方法修正后,天线性能接近设计值。仿真结果和近场测试结果进一步验证了该方法的准确性。

平面近场测量中截断误差对口径场的不确定性分析

截断误差作为近场测试中较大的误差源之一,对它的分析和研究有一定的必要性。为构造出真实的口径场,找出阵中失效单元的位置,以更好地"诊断"天线,文中对截断误差对口径场的影响进行了分析,并用计算机模拟的方法通过构建模型分析了不同的截断角对天线口径场幅度相位的影响。

角锥喇叭口径场的哈密顿体系有限元分析

在哈密顿体系下推导了角锥喇叭的变分方程,采用半解析方法分析计算了角锥喇叭口径场的电磁场分布,并且分析过程保持了体系辛对称性。同时给出了一款小张角角锥喇叭的口径场计算结果,并与近似解析法的结果进行了比较。结果表明,哈密顿体系辛算法可以应用于电磁场问题的求解,并且对多种微波加热器均匀性的设计具有指导意义。

基于切向磁流的近场-口径场变换

文章根据平面近场测量耦合公式,首先由近场数据推导了以切向磁流表征的口径场幅相公式,然后通过实验测试的方式,利用算法反演的口径场进行阵列天线单元幅相的补偿,结果与预期情况符合的很好,证明了此种算法的正确性和有效性。

基于HFSS的漏波长槽波导天线的口径场诊断

介绍HFSS在漏波长槽波导天线口径场诊断中的应用,通过合理的子网格设置仿真得到辐射长槽上精确的口径场。采用提取的口径场分布反演得到天线远场方向图,将其与仿真得到的方向图相比,非常吻合,证明这种诊断方法正确有效。根据口径场诊断结果,对天线结构进行调整优化,达到明显的优化效果,天线副瓣明显降低,负载吸收率与理论设计非常吻合。

漏波波导的辐射特性及口径场分布选择

根据微扰法和横向谐振法,对漏波波导的辐射特性进行了理论数值计算,并与数值仿真计算结果进行比较。结果表明,在偏离微扰条件的情况下,需要对其衰减系数的理论计算结果进行修正,采用一个二元多项式来拟合等效缝宽度计算衰减系数的方法能够取得与仿真计算比较一致的结果。在天线设计的过程中,分析了不同口径场分布与衰减系数分布的关系。结果表明,在小型化设计的要求下,余弦分布的口径场是能够实现的。

电磁窗桁架阻挡比对天线口径场影响分析

基于感应电流率理论,提出了将阻挡面积与口径场分布相结合的阻挡比计算方法,修正了传统算法存在的入射场分布不均匀问题,分析了金属桁架电磁窗中金属桁杆的散射效应,研究了桁架阻挡比在特定天线口径场分布下对天线传输特性的影响,以卡塞格伦天线为例计算了平行极化波入射桁杆阵列时的插入损耗,并将计算结果与FEKO软件中矩量法仿真结果进行了对比验证.结果表明:考虑天线口径场的阻挡比算法相比传统算法在计算精度上有了较大提高,最大误差不超过0.1dB;金属桁架电磁窗的插入损耗不仅受阻挡面积与感应电流率的影响,还与天线口径场能流密度分布有关;减小阻挡比,是设计低损耗电磁窗的有效途径.

非同相口径场瞬态辐射的计算

利用电磁脉冲的口径瞬态辐射场计算公式,针对圆形口径的线性相移、平方律相移等非同相口径场情况,计算了辐射高斯脉冲时的能量方向图、半能量波瓣宽度、面积利用系数等参数。计算表明,对于圆形口径非同相口径场,最大辐射场的方向为口径面法线方向,同时能量方向图关于口径面法线方向对称;随着口径的增大,波瓣变窄,无副瓣;随着平方律相移的滞后参数的增加,波瓣变宽,主瓣不分裂。

介质加载圆锥喇叭的口径场和辐射场

本文导出混合模介质加载圆锥喇叭的口径场和远区辐射场公式，并用它们对该喇叭进行了分析计算。结果表明混合模介质加载圆锥喇叭可以传播ＨＥ（１１）混合模，在很宽的频带内具有轴对称的辐射方向图、低旁瓣和低交叉极化等优良性能。因此，它可以替代波纹喇叭作反射面天线的新型馈源。

高光学效率可见红外共口径/视场离轴系统设计

针对高光学效率可见红外共口径光学系统的应用需求,基于光学效率的定义分析了影响光学系统效率的主要因素,确定了采用离轴反射式共视场光学系统实现高光学效率的技术路线。比对了可见红外共口径/视场离轴光学系统的主流构型,提出了一种共用主次镜的紧凑型全反射式离轴系统构型。给出了光学系统设计实例,其技术指标为:可见光通道焦距6 000mm,F数12.4,视场角2°×0.1°,光谱范围400~700nm,全谱段全视场调制传递函数(MTF)数值在奈奎斯特频率处(71.4线对/mm)大于0.31,相对畸变小于0.29%;红外通道焦距1700mm,F数3.5,视场角2°×0.1°,光谱范围3~5μm,冷光阑效率100%,全视场全谱段MTF数值在奈奎斯特频率处(33线对/mm)大于0.31,相对畸变小于0.73%。分析结果表明,同等技术指标条件下,文章所述共口径光学系统红外通道光学效率较复杂折反射式共口径光学系统效率至少提升40%,可解决传统离轴系统畸变较大的问题。

基于近场时域谱的紧缩场口径优化设计

根据口径近场的时域谱，可以在全频段评估口径的绕射特征，从而建立紧缩场口径设计的一般准则。在X波段8～12GHz，计算了几种限度为5m×5m口径的近场时域谱。计算结果表明，在紧缩场设计中，为降低边缘绕射场电平，方口径优于圆口径，理想多项式锥削优于余弦锥削和均匀分布。提出两种工程化的边齿设计方法，在口径场均匀分布条件下，近场时域干扰谱分量均低于-25dB。口径近场计算均采用口径场卷积法。

口径近场的特征谱

提出口径近场特征谱的概念,以描述口径设计近场特征。特征谱包括角域谱和时域谱,分别定义为口径近场区空域场和频域场在角域和时域的变换。理论分析和计算结果表明,特征谱可以在角域和时域上分离有限大口径的直达波和绕射波,因而可以用来描述口面尺寸、形状和场分布等条件改变时绕射场的相对变化,这对紧缩场设计具有参考价值。基于口面场卷积法,计算、比较了限度为5m×5m圆口径和方口径近场在X波段特征谱分布。并导出:口径近场角谱为口径场角谱和网络响应函数角谱的乘积,网络响应函数等效于一个空间角谱滤波器。

基于Mathematica的矩形口径辐射场的仿真研究

提出了利用Mathematica对面天线的矩形口径场的辐射场强进行计算,求出辐射场的解析表达式,利用Mathematica的可视化功能实现辐射场强的可视化.由此可以更加直观地了解这些天线辐射图的规律.通过分析可以发现,利用计算机代数系统Mathematica的函数和软件包可以快速地实现电磁场的可视化.

大口径大视场望远镜探测器平面度检测方法综述

为了更好地适应大口径大视场望远镜的成像要求,在相机焦平面拼接多个CCD使其能够覆盖望远镜的全视场成为大口径大视场望远镜光学相机设计的重点。本文系统地总结了当前国内外探测器平面度测量方法的最新研究进展,对比了应用较广的扫描白光干涉仪、三角激光测量仪以及激光同轴位移器的特点。文章还结合了国外大口径大视场望远镜中的相机焦平面靶面拼接特点,对其测量方法及设备进行了详细介绍和总结分析,为大口径大视场地基光电望远镜焦平面拼接探测器的平面度测量提供一定的经验参考。

大口径大视场校正镜组支撑与装配方法综述

校正镜组是大口径大视场望远镜的核心组件。为了满足透镜面形和成像质量等光学设计要求,透镜支撑结构的设计与安装对准方式的选择尤为重要。本文详细介绍三种透镜支撑结构,压圈隔圈支撑、RTV弹性体支撑和柔性结构支撑,并对三种支撑方式优缺点进行比较。结合实例总结了校正镜组的安装对准方式,对大口径大视场望远镜校正镜组的支撑结构设计及安装方式确定具有非常好的借鉴意义。

基于等效磁流的近场诊断方法

研究了一种由平面近场测量数据确定天线口径场幅相分布的新方法 .该诊断方法基于等效磁流 ,通过引入矩量法 ,把天线近场—口径场变换的问题转化为矩阵方程的求解问题 ,给出了求解矩阵方程最小二乘解的奇异值分解迭代算法 .通过数值模拟及与相关文献方法比较 ,说明了这种方法的正确性。