HFSS結(jié)合UTD計(jì)算機(jī)載天線方向圖
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4 計(jì)算結(jié)果
將HFSS計(jì)算得出的天線近區(qū)矢量場分量作為起點(diǎn)，用UTD程序計(jì)算該近區(qū)場在通過機(jī)身的遮擋、反射、繞射以后的遠(yuǎn)區(qū)效應(yīng)。
此時(shí)，只要尋出平板、圓柱和圓錐間的反射、繞射射線，就可以計(jì)算出天線經(jīng)過飛機(jī)機(jī)身的反射、繞射后的方向圖。然而，由于遮擋等其他因素，有些區(qū)域在經(jīng)過以上幾個(gè)模塊的計(jì)算以后仍然沒有場值，此時(shí)應(yīng)該再加入像平板－圓柱、圓柱－平板以及圓柱－圓柱等二階的反射、繞射以及直射場。經(jīng)過這樣一些運(yùn)算，就會(huì)得到經(jīng)過整架飛機(jī)的反射、繞射、遮擋以后的場值，最終得到天線安裝在飛機(jī)上時(shí)的受擾方向圖。立體方向圖如圖6所示。
(a) 和波束
(b) 差波束
圖6 受擾后陣列天線立體方向圖
圖7～9為二維方向圖，圖中直線是陣列天線未受擾的方向圖，點(diǎn)劃線是受擾后的方向圖。圖7是和波束俯仰面方向圖，相控陣天線位于飛機(jī)機(jī)身上方，由于機(jī)身的遮擋，在機(jī)身下方的場值明顯變小。而由于天線安裝位置，載機(jī)平臺(tái)對天線方位面方向圖的影響較小，如圖8所示。圖9是差波束方位面方向圖，零深達(dá)到了40dB，仍然能夠正常工作。
圖7 和波束俯仰面方向圖
圖8 和波束方位面方向圖
圖9 差波束方位面方向圖
5 結(jié)論
在分析像相控陣天線這樣比較復(fù)雜的天線的過程中，用ANSOFT HFSS軟件是比較方便的。然而由于有限元方法計(jì)算的局限性，ANSOFT HFSS又無法完全將機(jī)載天線與整架飛機(jī)在一起仿真計(jì)算其方向圖。對于計(jì)算飛機(jī)這樣的電大尺寸的問題，UTD方法概念清晰，簡單易算，是一種比較好的選擇，因此，可以將兩種方法結(jié)合使用，以計(jì)算機(jī)載相控陣天線的方向圖。從上面的例子可以看出，計(jì)算結(jié)果比較令人滿意，同時(shí)也證明了該方法的有效性，為工程應(yīng)用提供了極有價(jià)值的參考依據(jù)。
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