寬帶天線罩物理光學(xué)算法中的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)分析

羅鈞仁

摘要：采用物理光學(xué)算法求解任意形狀天線罩，它的形狀應(yīng)為網(wǎng)格型。在UG平臺(tái)上，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬較寬，不能滿足均勻收斂性的表面完整度要求，尤其是在高端網(wǎng)絡(luò)中，且極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)無法在UG平臺(tái)上生成工作點(diǎn)的情況下，本文提出了自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化算法。以低頻網(wǎng)格為基礎(chǔ)，根據(jù)所存在的誤差率，自動(dòng)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行具體化。并且以最小計(jì)算時(shí)間作為目標(biāo)，在保證精確度的情況下，使曲面完整性得到一致收斂。

關(guān)鍵詞：寬帶天線罩;物理光學(xué)算法;自適應(yīng)網(wǎng)格

1相關(guān)理論概述

1.1寬帶天線罩

天線罩是一種能夠在一個(gè)較寬的頻率范圍內(nèi)保持良好電力供應(yīng)的裝置。其功率對(duì)頻率非常敏感。若某一頻率下的雷達(dá)壁厚偏離設(shè)計(jì)頻率，將導(dǎo)致時(shí)間和相位差的變化，使天線罩電功率偏離最優(yōu)值[1]。該導(dǎo)引頭采用了跳頻或引信一體化技術(shù)，搜索與融合技術(shù)的綜合，使得天線罩必須在較寬的頻帶工作，尤其是反輻射導(dǎo)彈。天線罩一定要有很寬的頻帶，有些還需要達(dá)到2～18GHz，甚至更寬。

1.2物理光學(xué)算法

所有的可能，光學(xué)計(jì)算，使得更快的計(jì)算機(jī)似乎可以使用光學(xué)。以前，這種發(fā)光能力只局限于特殊半導(dǎo)體，但是自從Homwood教授成功地使用了硅，光學(xué)數(shù)據(jù)處理的一個(gè)最大的障礙就被消除了。While的一些研究者提出了光的傳輸方式，而其他科學(xué)家則在研究光如何產(chǎn)生。Sari大學(xué)的KevinHomewood教授最近強(qiáng)迫硅通過一個(gè)核大小的網(wǎng)絡(luò)向她照射，這就是捕獲電子并迫使電子發(fā)射光子的網(wǎng)絡(luò)。目的：研制一種常溫下工作的硅LED。這一發(fā)現(xiàn)可能與計(jì)算機(jī)工業(yè)完全依賴硅有關(guān)。

2算法原理

2.1公式

根據(jù)Straton-ChuEs公式，沿S封閉表面進(jìn)行上切，通過計(jì)算向場(chǎng)量的計(jì)分，就可以獲取到輻射遠(yuǎn)場(chǎng)的數(shù)值，其公式如下：

其中R的含義是天線罩表面積分點(diǎn)與遠(yuǎn)區(qū)觀測(cè)點(diǎn)之間的距離，的含義為單位矢量，的意思是曲面采樣點(diǎn)的位置矢量。的含義是天線罩外表面的切向電場(chǎng)和磁場(chǎng)矢量。如圖1所示，設(shè)A、B、C分別為三角形的頂點(diǎn)，它們的坐標(biāo)為

在計(jì)算亞網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置矢量的過程中，計(jì)算公式如下：

得到個(gè)全等平行四邊形，n個(gè)全等三角形，總亞網(wǎng)格數(shù)對(duì)所有亞網(wǎng)格求中心點(diǎn)坐標(biāo)，和單元面積，對(duì)平行四邊形網(wǎng)格：

對(duì)三角形網(wǎng)格：

3.1自適應(yīng)網(wǎng)格的收斂性

本文對(duì)機(jī)翼末端的寬帶天線罩進(jìn)行了研究。圖2顯示了天線的形狀，并沒有辦法利用解析的方式表達(dá)出來。圖形文件的格式為IGES格式。并且利用UG劃分函數(shù)構(gòu)建了固定網(wǎng)格模式，其中柵邊長≤50ram，元件號(hào)3344。表l為亞網(wǎng)格單元總數(shù)與頻率的關(guān)系。

3.2天線罩的高頻特性仿真結(jié)果

利用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)機(jī)翼端蓋的電氣性能進(jìn)行了仿真，得到了一組結(jié)果。參數(shù)如下：

4結(jié)論

綜上所述，本文研究并分析了自適應(yīng)網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)。只有已知網(wǎng)格的基本單元，就可以計(jì)算出在整個(gè)寬帶內(nèi)，天線罩的輻射方向以及功率傳輸系數(shù)。由于網(wǎng)格隨著頻率變化而不斷變化，為計(jì)算結(jié)果的精確度提供了保障，并且大大地節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。仿真實(shí)例表明，該方法是實(shí)用的。很簡單。速度快，使用方便，無錯(cuò)漏，所以非常可靠。

參考文獻(xiàn)

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（四川輕化工大學(xué)?644000）