CN102749538B - 大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 - Google Patents
大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102749538B CN102749538B CN201210212808.7A CN201210212808A CN102749538B CN 102749538 B CN102749538 B CN 102749538B CN 201210212808 A CN201210212808 A CN 201210212808A CN 102749538 B CN102749538 B CN 102749538B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- coupling level
- parabola antenna
- emissive source
- parabola
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
一种大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法，属于电磁兼容性预测领域，它首先根据抛物面天线口径场和耦合电平的测试值，获得耦合电平仿真模型的修正系数Q；然后利用修正系数Q对抛物面天线的耦合电平仿真值V仿进行修正，修正后的耦合电平V修=V仿-Q。本方法操作简便、快速、准确；耦合电平仿真模型的修正系数虽然是在主波束对准的情况下测得，但同样适用于非主波束对准情况下耦合电平仿真值的修正。
Description
技术领域
本发明属于电磁兼容性预测领域，具体地指一种大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法。
背景技术
抛物面天线具有结构简单、高增益等特点，广泛应用于卫星通信、高分辨率雷达中。现代舰船为了提高远程通信、目标探测和跟踪能力，也会装备卫通、抛物面雷达等设备，如果上述设备中的抛物面天线布置不当，将极易受到舰船平台上其它大功率辐射设备（如各种雷达、电子对抗系统等）的干扰，进而影响其正常的工作。因此，在舰船平台设计初期，根据天线的布置方案，通过数值仿真的手段准确预报抛物面天线的耦合电平就显得尤为重要。
求解抛物面天线的耦合电平首先要进行口径场的计算，由于舰船平台上大功率辐射源众多，导致口径场的频率成分多。以Ku卫通天线为例，为了提高其通信信噪比及收发隔离度，该天线后端往往接有复杂的接收网络，不可避免的引起阻抗失配、传输损耗，进而对Ku卫通天线的耦合电平产生影响；同时，口径场的多频率特性也增加了耦合电平准确求解的难度。因此，在Ku卫通天线耦合电平的数值仿真时必须考虑这些因素，而设备研制方提供的技术参数比较单一、有限，很难满足抛物面天线耦合电平准确求解的需要，这直接影响了Ku卫通天线耦合电平的仿真计算精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法，能够通过抛物面天线口径场和耦合电平的测试，对抛物面天线耦合电平数值仿真结果进行修正，进而获得较准确的大功率发射源主波束照射下抛物面天线的耦合电平。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法，首先根据抛物面天线口径场和耦合电平的测试值，获得耦合电平仿真模型的修正系数Q；然后利用修正系数Q对抛物面天线的耦合电平仿真值V仿进行修正，修正后的耦合电平V修＝V仿-Q。
上述技术方案中，所述修正系数的获得包括如下步骤：
1）利用大功率发射源、抛物面天线和测试天线组成测试模型；
2）调整大功率发射源和抛物面天线的位置，使二者主波束对准；将测试天线架设于抛物面天线的中心等高处，并使测试天线与大功率发射源主波束对准且极化匹配；测试天线接入频谱分析仪；
3）大功率发射源以频率f定波束发射，通过测试天线测得抛物面天线的口径场E(f)；
4）将测试天线移走，使大功率发射源和抛物面天线主波束对准且极化匹配；抛物面天线的射频输出端接入频谱分析仪；
5）大功率发射源以频率f定波束发射，测得抛物面天线的耦合电平V(f)；
6）根据式Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf，计算出修正系数Q(f)，式中，G为抛物面天线增益，单位为dB；E(f)的单位为dBV/m，V(f)的单位为dBV，R为终端负载的阻抗，单位为Ω，对于频谱分析仪等仪表，通常为50Ω，频率f的单位为MHz，频率f的单位为MHz。
步骤6）中的公式的简要推导如下：
频谱分析仪测得的耦合功率P为：
而天线通过空间场耦合传递到负载的功率还可表示为：
式中，q为修正系数，Ae为天线有效口径，η为电磁波自由空间波阻抗，为377Ω，λ为电磁波波长。
令上述两个关系式相等，得到：
用λ=c/f将波长转换成频率（c=3.0×108m/s），通过对上式两边取10lg并将表达式用分贝表示，即得
Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf。
上述技术方案中，所述抛物面天线的耦合电平仿真值的计算方法为：首先，分别建立大功率发射源和抛物面天线的仿真模型；然后计算抛物面天线不存在时大功率发射源的口径场；最后去掉大功率发射源，以上述口径场作为等效源，导入抛物面天线的仿真模型，计算得到抛物面天线的耦合电平V仿。
本发明的有益效果在于：整个方法操作简便、快速、准确；由于上述耦合电平仿真模型的修正系数是将抛物面天线自身损耗、天线与后端连接器等失配引起的损耗以及传输线的损耗，通过测试的方法获得，所以该修正系数虽然是在主波束对准的情况下测得，但同样适用于非主波束对准情况下耦合电平仿真值的修正。
附图说明
图1为本发明一个实施例中大功率发射源、抛物面天线和测试天线的相对位置示意图；
图2为某卫通天线修正后的耦合电平仿真值与测试值对比图；
图中：1—相控阵雷达天线，2—卫通天线，3—双脊喇叭天线，4—天线支架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述：
如图1所示，本实施例中大功率发射源为相控阵雷达天线1，抛物面天线为卫通天线2，测试天线为双脊喇叭天线3，工作频率为1~18GHz。
获得耦合电平仿真模型的修正系数Q：
1）利用相控阵雷达天线1、卫通天线2和双脊喇叭天线3组成测试模型；
2）调整相控阵雷达天线1和卫通天线2的位置，使二者主波束对准；将双脊喇叭天线3通过天线支架4架设于卫通天线2的中心等高处，并使双脊喇叭天线3与相控阵雷达天线1主波束对准且均为垂直极化；双脊喇叭天线3通过低损耗电缆（频率18GHz时衰减不大于1.1dB/m）接入频谱分析仪，该频谱分析仪的工作频率为20Hz~26.5GHz；
3）相控阵雷达天线1以频率f1定波束发射，通过双脊喇叭天线3测得卫通天线2的口径场E(f1)=55dBV/m；
4）将双脊喇叭天线3移走，使相控阵雷达天线1和卫通天线2主波束对准且且均为垂直极化；卫通天线2的射频输出端通过低损耗、高屏蔽电缆接入频谱分析仪；
5）相控阵雷达天线1以频率f1定波束发射，测得卫通天线2的耦合电平V(f1)=18.4dBV；
6）根据式Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf，计算出修正系数Q(f1)=7.2dB。
对于其它频率下的修正系数，可重复上述步骤1）~6）获得。
卫通天线2耦合电平仿真值V仿的计算：首先，分别建立相控阵雷达天线1和卫通天线2的仿真模型；然后利用MoM（矩量法）计算卫通天线2不存在时相控阵雷达天线1的口径场；最后去掉相控阵雷达天线1，以上述口径场作为等效源，导入卫通天线2的仿真模型，计算得到抛物面天线的耦合电平V仿(f1）=25.5dBV。
利用修正系数Q(f)对抛物面天线的耦合电平仿真值V仿(f1）进行修正，修正后的卫通天线2耦合电平V修(f1）=V仿(f1）-Q(f1）=18.3dBV。
图2是卫通天线2俯仰角固定、改变其方位角时修正后的耦合电平仿真值与测试值对比，由图可见，二者的偏差小于3dB，所以利用本发明方法能够获得较准确的大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平仿真值。
上述实施例中未详尽描述的内容，属于本领域公知的现有技术。
本发明的核心在于通过测试大功率发射源和抛物面天线主波束对准、极化匹配条件下的口径场和耦合电平，获得耦合电平仿真模型的修正系数，从而实现抛物面天线耦合电平的精确计算。所以其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神，例如：抛物面天线的耦合电平仿真值的计算方法不限于实施例所述，如果计算机资源可承受，还可直接建立大功率发射源和抛物面天线模型，然后采用MoM或者FEM（有限元法）进行计算等。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。
Claims (2)
1.一种大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法，其特征在于：首先根据抛物面天线口径场和耦合电平的测试值，获得耦合电平仿真模型的修正系数Q（f）；然后利用修正系数Q（f）对抛物面天线的耦合电平仿真值V仿（f）进行修正，修正后的耦合电平V修（f）=V仿（f）-Q（f）；
所述修正系数Q（f）的获得包括如下步骤：
1）利用大功率发射源、抛物面天线和测试天线组成测试模型；
2）调整大功率发射源和抛物面天线的位置，使二者主波束对准；将测试天线架设于抛物面天线的中心等高处，并使测试天线与大功率发射源主波束对准且极化匹配；测试天线的射频输出端接入频谱分析仪；
3）大功率发射源以频率f定波束发射，通过测试天线测得抛物面天线的口径场E(f)；
4）将测试天线移走，使大功率发射源和抛物面天线主波束对准且极化匹配；抛物面天线的射频输出端接入频谱分析仪；
5）大功率发射源以频率f定波束发射，测得抛物面天线的耦合电平V(f)；
6）根据式Q(f)=E(f)-V(f)+12.8+10lgR+G-20lgf，计算出修正系数Q(f)，式中，G为抛物面天线增益，单位为dB；E(f)的单位为dBV/m，V(f)的单位为dBV，R为终端负载的阻抗，单位为Ω，频率f的单位为MHz。
2.根据权利要求1所述的大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法，其特征在于，所述抛物面天线的耦合电平仿真值V仿（f）的计算方法为：首先，分别建立大功率发射源和抛物面天线的仿真模型；然后计算抛物面天线不存在时大功率发射源的口径场；最后去掉大功率发射源，以上述口径场作为等效源，导入抛物面天线的仿真模型，计算得到抛物面天线的耦合电平仿真值V仿（f）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210212808.7A CN102749538B (zh) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210212808.7A CN102749538B (zh) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102749538A CN102749538A (zh) | 2012-10-24 |
| CN102749538B true CN102749538B (zh) | 2014-07-16 |
Family
ID=47029888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210212808.7A Active CN102749538B (zh) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102749538B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109782100A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-21 | 海检检测有限公司 | 一种用于汽车电子容性耦合钳校准的测试装置及测试方法 |
| CN110968075B (zh) * | 2019-12-13 | 2022-05-06 | 南京航空航天大学 | 一种基于主动学习自组织蜂窝网络的故障诊断方法及系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2700419B1 (fr) * | 1993-01-11 | 1995-05-12 | Jacques Moulin | Monture d'antenne pour télévision par multisatellites. |
| CN101026264A (zh) * | 2007-03-09 | 2007-08-29 | 电子科技大学 | 喇叭馈源 |
| US8155639B2 (en) * | 2007-03-26 | 2012-04-10 | At&T Mobility Ii Llc | System and method for computer noteboook electromagnetic compatibility analysis |
| IL187890A0 (en) * | 2007-12-04 | 2008-08-07 | Tomer Valach | A novel method of designing and producing reflectors for receiving/transmitting energy and reflectors produced by this method |
| CN101625388B (zh) * | 2009-07-17 | 2011-06-22 | 北京航空航天大学 | 一种适用于电磁波激励下的线缆耦合响应检测方法 |
| CN102386983B (zh) * | 2011-10-17 | 2013-02-13 | 中国舰船研究设计中心 | 船舶大型阵列天线间电磁耦合反衍预测方法 |
-
2012
- 2012-06-26 CN CN201210212808.7A patent/CN102749538B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102749538A (zh) | 2012-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9735899B2 (en) | Device and method for calibrating antenna array systems | |
| US7672640B2 (en) | Multichannel absorberless near field measurement system | |
| US8502546B2 (en) | Multichannel absorberless near field measurement system | |
| CN101958756B (zh) | 驻波检测方法、驻波检测装置及基站 | |
| CN102857310B (zh) | 一种有源天线系统无线指标的测试方法及装置 | |
| Fager et al. | Prediction of smart antenna transmitter characteristics using a new behavioral modeling approach | |
| CN103547933B (zh) | 用于对电缆网络中的故障进行定位的系统和设备 | |
| CN103412227A (zh) | 一种基于绕射抑制的频选雷达天线罩传输性能测试系统及其方法 | |
| US10116398B2 (en) | System for testing efficacy of electromagnetic shielding and method | |
| CN104198824B (zh) | 一种差分天线测量方法 | |
| WO2009046516A1 (en) | Multichannel absorberless near field measurement system | |
| US20190165469A1 (en) | In-situ active impedance characterization of scanned array antennas | |
| CN102577190A (zh) | 混合反射计系统(hrs) | |
| CN106646193A (zh) | 键合线寄生参数测试提取方法 | |
| CN102749538B (zh) | 大功率发射源主波束照射下抛物面天线耦合电平数值仿真的校模方法 | |
| Saccardi et al. | Probe correction technique of arbitrary order for high accuracy spherical near field antenna measurements | |
| Gifuni et al. | Latest developments on the shielding effectiveness measurements of materials and gaskets in reverberation chambers | |
| CN107239602B (zh) | 一种基于曲线拟合的探头天线模型快速计算方法 | |
| WO2007112546A1 (en) | Multichannel absorberless near field measurement system | |
| JP2022078723A (ja) | 誘電率測定装置、誘電率測定方法、プログラム、及び記憶媒体 | |
| CN107132511A (zh) | 一种精确的雷达线性调频源预失真方法 | |
| Schulz et al. | Investigation of a circular TE11-TE01-mode converter in stepped waveguide technique | |
| CN114896932A (zh) | 一种模拟仿真前期评估天线 | |
| CN102955085A (zh) | 一种射频泄漏测试方法 | |
| CN108896965A (zh) | 200GHz频段信号收发测量系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |