CN107831373B - 一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统 - Google Patents

一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，实现幅度相等双载波入射大口径网状天线无源互调分析评价。首先将大口径网状天线在载波中心频率处进行频域电磁场仿真，获得网状天线的表面功率密度分布，结合大口径网状天线与馈源的相对位置，载波入射方向与网状反射面法向的夹角区间。其次依据仿真结果进行金属网样本无源互调实验测量矩阵构建，利用金属网样本无源互调测量系统，实现测量矩阵对应金属网样本无源互调的测量。根据测量结果拟合出金属网无源互调与网状天线表面功率密度之间的函数关系。将大口径网状天线按功率密度划分为不同的区域，带入拟合函数，即可获得馈源端口处网状天线无源互调的功率密度。从而实现大口径网状天线无源互调功率密度的确定。

Description

一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和 系统
技术领域
本发明涉及一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，属于天线无源互调领域。
背景技术
无源互调(PIM,Passive Intermodulation)是指是指在大功率条件下，当输入两个或者两个以上载波时，由于微波无源部件的非线性导致载波信号互相调制，产生载波频率的组合产物的现象。在收发共用的星载通信系统中，如果发射信号不同载波之间产生的交调产物落入接收频带，互调产物将和接收信号同时进入接收机，形成干扰，采用传统滤波和隔离的办法无法解决。这时，无源互调问题成为关系整个系统成败的关键问题之一。
网状可展开天线由于其具有质量轻、天线收拢状态的体积小、天线展缩比大等特点，在空间应用中广泛使用。作为星载收发共用通信系统中的关键部件的网状可展开天线，其无源互调性能的优劣直接影响通信系统的性能。为确保系统的正常运行，必须对于网状天线无源互调性能进行评估。
目前，大口径网状天线一般采用Harris公司所提出的样本估算法，即利用小尺寸的金属网样本，测量其无源互调电平，然后根据网状天线与样本之间口径面积之比以求和的方式估算出大口径网状天线的无源互调性能。然而，这样的计算方法，没有考虑网状天线表面功率密度的分布情况及入射角度的影响，对于网状天线口径幅度锥削较大时，其误差非常大，只适用于初步评估。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服目前大口径网状天线无源互调功率密度确定方法未考虑实际反射面上的功率分布情况，对于网状天线口径幅度锥削较大时，其误差非常大，无法实现大口径网状天线无源互调功率密度的精确确定的不足，本发明提供了一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，结合电磁仿真与金属网样本无源互调实验，既保证了结果的精确性，又实现了大口径网状天线无源互调功率密度确定的便利性，有效解决了大口径网状天线无源互调功率密度精确确定的难题。
本发明的技术解决方案是：一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，步骤如下：
(1)对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围；
(2)离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；
(3)对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
(4)拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；
(5)将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i；
(6)在N*M个区域的每个区域中，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
大口径网状天线是的大口径是指口径大于四倍电波长。
入射角是指入射到大口径网状天线的信号与大口径网状天线的法向夹角。
步骤(1)对大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围，具体如下：
(1.1)预先给定大口径网状天线发射信号的载波频率下限和上限分别为f1和f2，
(1.2)将载波频率f1和f2作为两个测试信号的载波频率，每路测试信号功率均为p，两个测试信号的互调频率为m、n均为非零正整数，且fp为正数；
(1.3)在载波频段的中心频点以测试信号功率p，对大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围。
步骤(2)离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点，具体如下：
(2.1)将大口径网状天线反射面功率密度分布区间离散为N个状态，得到了N个反射面功率密度的采样点；
(2.2)在步骤(1)得到的馈源入射角度范围内以Δ为间隔，将大口径网状天线馈源入射角度范围离散为为M个状态，得到了M个馈源入射角度的采样点；
步骤(3)对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果，步骤如下：
(3.1)将反射面功率密度采样点与馈源入射角度采样点构成金属网样本无源互调的测量矩阵；
(3.2)根据测量矩阵对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
步骤(4)拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系，具体如下：
根据步骤(3)的无源互调测量结果，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系PIM＝f(S,θ)，公式如下：
PIM＝f(S,θ)＝c(θ)(a*S+b) (1)
其中c(θ)为金属网对应入射角度系数，a、b为无源互调功率密度与载波功率密度的线性拟合参数，大口径网状天线反射面的功率密度S，馈源入射角度θ。
步骤(5)将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i，具体如下：
根据步骤(2)反射面功率密度的采样点和馈源入射角度的采样点，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i，如下：
式中，区域编号为i，第i个区域的区域面积为Areai，该区域的中心与馈源的相位中心距离为Ri，λPIM为无源互调信号的波长，Gt是馈源在在载波频段的中心频点的天线增益；Gp为单位面积正方形区域在互调频率fp点的辐射增益；
步骤(6)在N*M个区域的每个区域中，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度，具体步骤如下：
(6.1)在N*M个区域的每个区域中，根据步骤(4)得到的函数关系和步骤(5)得到的无源互调功率密度因子SRegion,i，得到每个区域在到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度，
(6.2)将N*M个区域的无源互调功率密度相加，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度SPIM,feed。
一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定系统，包括：电磁仿真模块、采样模块、无源互调测量模块、拟合模块、区域划分及无源互调功率密度因子确定模块、无源互调功率密度确定模块；
电磁仿真模块，对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围，送到采样模块；
采样模块，将离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；
无源互调测量模块，对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
拟合模块，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；
区域划分及无源互调功率密度因子确定模块，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i；
无源互调功率密度确定模块，在N*M个区域的每个区域中，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
(1)本发明提供了一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法。该方法针对大口径网状天线无源互调功率精确确定难题，通过电磁仿真与金属网样本无源互调实验结合的方式，既保证了大口径网状天线在照射电平幅度差异较大、入射角度影响较大时无源互调分析仿真精度，又避免了直接进行大口径网状天线无源互调实验所造成人力、物力和财力的大量消耗。
(3)本发明适用于大口径网状天线口径照射电平幅度锥削较大(大于3dB)时无源互调功率密度的确定。
(4)本发明适用于各种材质、编织图案的网状天线无源互调功率密度的确定。
(5)基于本发明的计算结果与试验测量结果吻合良好，为大口径网状天线的无源互调特性评估提供了有效手段。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明金属网样本无源互调测试系统框图；
图3为本发明实施例中网状天线在频率为395MHz、载波功率100W时表面电流分布
图4为本发明实施例中基于金属网样本无源互调实验测量数据得到的拟合函数关系
图5为本发明实施例中网状天线的区域划分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的阐述。
本发明一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法和系统，实现幅度相等双载波入射大口径网状天线无源互调分析评价。首先将大口径网状天线在载波中心频率处进行频域电磁场仿真，获得网状天线的表面功率密度分布，结合大口径网状天线与馈源的相对位置，载波入射方向与网状反射面法向的夹角区间。其次依据仿真结果进行金属网样本无源互调实验测量矩阵构建，利用金属网样本无源互调测量系统，实现测量矩阵对应金属网样本无源互调的测量。根据测量结果拟合出金属网无源互调与网状天线表面功率密度之间的函数关系。将大口径网状天线按功率密度划分为不同的区域，带入拟合函数，即可获得馈源端口处网状天线无源互调的功率密度。从而实现大口径网状天线无源互调功率密度的确定。
本发明一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，具体实施方式如下：
(1)大口径网状天线由馈源和网状反射面组成，馈源辐射多个载波频率的电磁波信号，照射网状反射面在表面激励电流，电流通过具有非线性的金属丝接触，从而产生无源互调信号，再次辐射进入馈源，落入接收频段成为接收信号的干扰。大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法实施步骤首先对于大口径网状天线进行电磁仿真，这里大口径是指口径大于四倍电波长，取网状天线发射载波频段的下限为f1、发射载波频段的上限为f2。电磁仿真的具体实施方式为利用HFSS、Feko或CST等商业电磁仿真软件，建立大口径网状天线电磁仿真模型，设置求解频率为信号功率为p，仿真得到网状天线反射面电流分布，由表面电流公式结合坡印亭矢量公式得反射面功率密度为其中Z为自由空间波阻抗。取网状天线反射面上功率密度最小值Smin和最大值Smax，即获得网状天线反射面功率密度分布区间[Smin,Smax]。反射面上任意一点入射信号方向与反射面方向夹角定义为馈源入射角度，网状天线反射面馈源入射角度的最大值θmax与最小值θmin决定了馈源入射角度的范围[θmin,θmax]。
(2)将步骤(1)获得网状天线反射面功率密度分布区间[Smin,Smax]以对数等间距方式划分为N个区间，取区间中点得到N个反射面功率密度的采样点；将步骤(1)获得网状天线馈源入射角度的范围[θmin,θmax]线性等间距划分为M个区间，取各分区间中点得到M个馈源入射角度的采样点。以N个反射面功率密度采样点为横列，以M个馈源入射角度采样点为纵列，构成矩阵，其矩阵元素形式为(Si,θi)。该矩阵即为金属网样本无源互调实验的测量矩阵。
(3)以大口径网状天线的金属网制作正方形金属网样本。搭建如图2所示金属网样本无源互调测试系统，测试系统由两路载波信号发生器发生信号，经过固态功率放大器(SSPA)放大，功率计标定信号功率，合路器将两个载波信号合成一路信号，经低无源互调(低PIM)带通滤波器滤除杂波信号，进入低PIM收发双工器发射通道，通过收发共用低PIM馈源辐射出去，辐射信号入射到金属网样件表面，由于无源互调效应，产生无源互调信号，再辐射返回馈源，经馈源进入收发双工器接收通道，通过低噪声放大器(LNA)放大，利用频谱仪测量无源互调信号强度。其中金属网样件与馈源置于吸波箱内。对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量的具体实施方式为以金属网样本中心为圆心，以测试距离为半径，水平旋转馈源天线，旋转角度为金属网样本无源互调测试矩阵中的不同入射角度的测试状态，对于每一个入射角度，均测量不同功率密度的测试状态，依次测量完成，得到金属网样本无源互调测量结果。无源互调测量结果除以金属网样本面积折算出金属网样本无源互调信号的功率密度PIM；
(4)根据金属网样本无源互调信号功率密度数据，拟合出金属网样本无源互调功率密度与反射面功率密度、馈源入射角度之间的函数关系如公式(1)所示。
拟合过程中，对于金属网样本无源互调测量系统噪底以上5dB以内的数据均视为无效数据应予以剔除。
(5)根据这一函数关系，利用(2)中构建的测量矩阵将网状天线划分为N*M个区域，即网状反射面上馈源入射角度及功率密度电平同时满足测试矩阵中一个元素则视为一个区域。对于其中一个区域，编号为i，区域面积为Areai(由于在一副网状天线中表面功率状态与馈源入射角度状态并不一定完备存在，因此当对应的测试状态在大口径网状天线中不存在时，则对应区域的面积为0)，该区域的中心与馈源相位中心的距离为ri，对于利用公式(2)计算每个区域在大口径网状天线馈源相位中心处无源互调功率密度因子SRegion,i。
(6)将实验所得网状天线无源互调功率与功率密度及角度之间的拟合函数和(5)中计算得到的区域在馈源处无源互调功率因子均带入式(3)计算得到大口径网状天线在馈源处的无源互调功率密度SPIM,feed。
从而实现大口径网状天线无源互调功率密度的确定。
实施例
该方法适用于大口径网状天线的无源互调分析，此处以口径为4m，焦距为1.5m正馈网状天线为例来介绍该方法的实现过程，流程如图1所示。
(1)载波功率f1＝390MHz，f2＝400MHz，m＝2，n＝1，fp＝410MHz，p＝100W，采用频域仿真工具在395MHz处分析表面电流分布，如图3所示，由图可以看出电流的分布锥削幅度为13dB。
(2)网状天线表面最大功率密度Smax为316.7W/m2,换算成dB为25dBW/m2；最小功率密度Smin为0.6854W/m2,换算成dB为-1.6dBW/m2。最大入射角度为50.7度，最小入射角度为8.8度。表面功率密度以3dB为间隔，共10个功率样本点，入射角度以5度为间隔，共10个角度样本点，构建测试矩阵。
(3)搭建如图2的金属网样本无源互调实验系统，根据测试矩阵进行样本实验获取样本测试数据。样本实验中发射天线增益10dBi及发射天线与样本之间的距离1m，样本面积为1*1m2。旋转测试架至测试角度样本点，依次改变发射载波功率使得样本功率密度与样本功率点相同，测试无源互调电平，然后再旋转测试架至下一个角度样本点，再依次改变发射载波功率，测试三阶无源互调电平。依此类推，测试完成所有测试矩阵中的样本点。测试结果如表1所示，单位dBm。
表1
由于样本面积为单位面积、测试距离为单位距离，因此金属网样本无源互调功率密度数值与表1相同。
(4)根据表1测试数据拟合PIM＝f(S,θ)＝c(θ)(a*S+b)，由于PIM与角度之间的关系变化较小，因此可认为是与角度无关，c(θ)大于等于0.5且小于等于1.5，优选c(θ)为1。a、b为无源互调功率密度与载波功率密度的线性拟合参数，以载波功率密度为横坐标，以无源互调功率密度为纵坐标，构建二维坐标系，拟合得到直线，a为该直线的斜率，b为该直线和纵坐标轴的交点的纵坐标。拟合曲线如图4所示，拟合公式如下。
PIM(dBm/m2)＝f(S,θ)＝1*(a*S+b)＝-155+2.87861S (4)
那么，
PIM(W/m2)＝10[(-185+2.87861S)/10] (5)
(5)将电流分布变换为对数形式按1.5dB锥削划分区域(功率3dB，则电流为1.5dB)可得划分区域如图5所示(相同颜色为相同功率密度区域)，由公式(2)、(3)、(5)结合划分区域的面积，可以得到，网状天线在馈源处无源互调的功率密度为
实施例中大口径网状天线置于10m*8m*8m吸波暗室内之间进行无源互调实验，测量结果为-95dBW/m2与预测结果吻合良好。
本发明的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定系统，其特征在于包括：电磁仿真模块、采样模块、无源互调测量模块、拟合模块、区域划分及无源互调功率密度因子确定模块、无源互调功率密度确定模块；
电磁仿真模块，对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围，送到采样模块；
采样模块，将离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；
无源互调测量模块，对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
拟合模块，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；
区域划分及无源互调功率密度因子确定模块，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i；
无源互调功率密度确定模块，在N*M个区域的每个区域中，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
实施例
该系统适用于大口径网状天线的无源互调分析，此处以口径为4m，焦距为1.5m正馈网状天线为例来介绍该方法的实现过程，流程如图1所示。
载波功率f1＝390MHz，f2＝400MHz，m＝2，n＝1，fp＝410MHz，p＝100W，采用频域仿真工具在395MHz处分析表面电流分布，如图3所示，由图可以看出电流的分布锥削幅度为13dB。
网状天线表面最大功率密度Smax为316.7W/m2,换算成dB为25dBW/m2；最小功率密度Smin为0.6854W/m2,换算成dB为-1.6dBW/m2。最大入射角度为50.7度，最小入射角度为8.8度。表面功率密度以3dB为间隔，共10个功率样本点，入射角度以5度为间隔，共10个角度样本点，构建测试矩阵。
搭建如图2的金属网样本无源互调实验系统，根据测试矩阵进行样本实验获取样本测试数据。样本实验中发射天线增益10dBi及发射天线与样本之间的距离1m，样本面积为1*1m2。旋转测试架至测试角度样本点，依次改变发射载波功率使得样本功率密度与样本功率点相同，测试无源互调电平，然后再旋转测试架至下一个角度样本点，再依次改变发射载波功率，测试三阶无源互调电平。依此类推，测试完成所有测试矩阵中的样本点。测试结果如表1所示，单位dBm。
表2
由于样本面积为单位面积、测试距离为单位距离，因此金属网样本无源互调功率密度数值与表1相同。
根据表1测试数据拟合PIM＝f(S,θ)＝c(θ)(a*S+b)，由于PIM与角度之间的关系变化较小，因此可认为是与角度无关，c(θ)大于等于0.5且小于等于1.5，优选c(θ)为1。a、b为无源互调功率密度与载波功率密度的线性拟合参数，以载波功率密度为横坐标，以无源互调功率密度为纵坐标，构建二维坐标系，拟合得到直线，a为该直线的斜率，b为该直线和纵坐标轴的交点的纵坐标。拟合曲线如图4所示，拟合公式如下。
PIM(dBm/m2)＝f(S,θ)＝1*(a*S+b)＝-155+2.87861S (4)
那么，
PIM(W/m2)＝10[(-185+2.87861S)/10] (5)
将电流分布变换为对数形式按1.5dB锥削划分区域(功率3dB，则电流为1.5dB)可得划分区域如图5所示(相同颜色为相同功率密度区域)，由公式(2)、(3)、(5)结合划分区域的面积，可以得到，网状天线在馈源处无源互调的功率密度为
实施例中大口径网状天线置于10m*8m*8m吸波暗室内之间进行无源互调实验，测量结果为-95dBW/m2与预测结果吻合良好。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于步骤如下：
(1)对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围；
(2)将步骤(1)的结果离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；
(3)根据步骤(2)反射面功率密度的采样点，对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
(4)根据步骤(3)的无源互调测量结果，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；
(5)根据步骤(2)反射面功率密度的采样点和馈源入射角度的采样点，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i；
(6)在N*M个区域的每个区域中，根据步骤(4)得到的函数关系和步骤(5)得到的无源互调功率密度因子SRegion,i，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
2.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：大口径网状天线中的大口径是指口径大于四倍电波长。
3.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：入射角为入射到大口径网状天线的信号与大口径网状天线的法向夹角。
4.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(1)对大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围，具体如下：
(1.1)预先给定大口径网状天线发射信号的载波频率下限和上限分别为f1和f2，
(1.2)将载波频率f1和f2作为两个测试信号的载波频率，每路测试信号功率均为p，两个测试信号的互调频率为m、n均为非零正整数，且fp为正数；
(1.3)在载波频段的中心频点以测试信号功率p，对大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围。
5.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(2)将步骤(1)的结果离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点，具体如下：
(2.1)将大口径网状天线反射面功率密度分布区间离散为N个区间，得到了N个反射面功率密度的采样点；
(2.2)在步骤(1)得到的馈源入射角度范围内以间隔Δ，将大口径网状天线馈源入射角度范围离散为为M个区间，得到了M个馈源入射角度的采样点。
6.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(3)根据步骤(2)反射面功率密度的采样点，对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果，步骤如下：
(3.1)将反射面功率密度采样点与馈源入射角度采样点构成金属网样本无源互调的测量矩阵；
(3.2)根据测量矩阵对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果。
7.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(4)根据步骤(3)的无源互调测量结果，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系，具体如下：
根据步骤(3)的无源互调测量结果，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系PIM＝f(S,θ)，公式如下：
PIM＝c(θ)(a*S+b)
其中c(θ)为金属网对应入射角度系数，a、b为无源互调功率密度与载波功率密度的线性拟合参数，大口径网状天线反射面的功率密度S，馈源入射角度θ。
8.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(5)根据步骤(2)反射面功率密度的采样点和馈源入射角度的采样点，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i，具体如下：
根据步骤(2)反射面功率密度的采样点和馈源入射角度的采样点，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i，如下：
式中，N*M个区域的编号为i，第i个区域的区域面积为Areai，该区域的中心与馈源的相位中心距离为Ri，λPIM为无源互调信号的波长，Gt是馈源在载波频段的中心频点的天线增益；Gp为单位面积正方形区域在互调频率fp点的辐射增益。
9.根据权利要求1所述的一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定方法，其特征在于：步骤(6)在N*M个区域的每个区域中，根据步骤(4)得到的函数关系和步骤(5)得到的无源互调功率密度因子SRegion,i，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度，具体步骤如下：
(6.1)在N*M个区域的每个区域中，根据步骤(4)得到的函数关系和步骤(5)得到的无源互调功率密度因子SRegion,i，得到每个区域在到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度，
(6.2)将N*M个区域的无源互调功率密度相加，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
10.一种大口径网状天线无源互调功率密度的半物理确定系统，其特征在于包括：电磁仿真模块、采样模块、无源互调测量模块、拟合模块、区域划分及无源互调功率密度因子确定模块、无源互调功率密度确定模块；
电磁仿真模块，对于大口径网状天线进行电磁仿真，得到大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围；
采样模块，将大口径网状天线反射面的功率密度分布及馈源入射角度范围离散得到N个反射面功率密度的采样点和M个馈源入射角度的采样点；
无源互调测量模块，根据反射面功率密度的采样点，对大口径网状天线的金属网制作的金属网样本进行无源互调测量，得到无源互调测量结果；
拟合模块，根据无源互调测量结果，拟合出无源互调信号的功率密度PIM与大口径网状天线反射面的功率密度S以及馈源入射角度θ的函数关系；
区域划分及无源互调功率密度因子确定模块，根据反射面功率密度的采样点和馈源入射角度的采样点，将大口径网状天线反射面划分为N*M个区域，确定每个区域在大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度因子SRegion,i；
无源互调功率密度确定模块，在N*M个区域的每个区域中，根据拟合模块得到的函数关系和无源互调功率密度因子SRegion,i，得到大口径网状天线馈源处的无源互调功率密度。
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