CN113204875A - 一种宽带相控阵天线建模方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN113204875A CN202110485778.6A CN202110485778A CN113204875A CN 113204875 A CN113204875 A CN 113204875A CN 202110485778 A CN202110485778 A CN 202110485778A CN 113204875 A CN113204875 A CN 113204875A
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Abstract

本发明公开了一种宽带相控阵天线建模方法、装置及电子设备，该方法包括在天线设计软件中，生成单元天线模型；存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。本发明实现了避免了人工的计算，建模效率和精确度更高。还能够对不同工况下的计算数据进行处理和可视化显示，满足不同情况的需求。

Description

一种宽带相控阵天线建模方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及短波相控阵天线技术领域，具体而言，涉及一种宽带相控阵天线建模方法、装置及电子设备。
背景技术
宽带天线和阵列是许多先进通信系统的关键组成部分。对于这些系统，用一个超宽带阵列取代窄带天线系统，不仅能够节省功率、成本和空间，而且它们还能够提高数据速率和安全的扩频通信。除了工作带宽之外，这些阵列通过调整单元天线模型的馈电相位还可以实现大范围的波束扫描，从而达到对指定的区域进行全面覆盖的目的。
在设计宽带相控阵天线系统时，如何快速有效的根据系统指标和尺寸要求，选择合适的单元天线模型和阵列形式，并采用电磁仿真软件对其性能快速的进行评估是整个系统设计的关键。
众所周知，要实现相控阵天线的主波束指向不同的方向，需要改变天线阵中各个单元天线模型的馈电相位。然而根据天线阵理论，不同的阵列形式所需要的馈电相位差也不尽相同。以常见的直线阵为例，如图1所示，由N个单元天线模型沿直线排列组成N元直线阵，相邻单元天线模型的间距为d。若要使得直线阵的主瓣指向θ0方向(与天线轴的夹角)，相邻阵元之间的相位差ξ的表示式为：
Figure BDA0003050173180000011
式中c0为自由空间中电磁波传播速度，其值为3×108m/s，f为天线阵的工作频率。从式中可以明显的发现，相邻阵元间的馈电相位差与工作频率f、阵元间距d以及扫描角度θ0决定。
相控阵天线通常具有较宽的工作频带和大范围波束扫描能力。假设所要设计的天线阵的工作频率范围为[fmin，fmax]，波束扫描范围为[θmin，θmax]，由于天线阵安装平台的空间限制，天线阵的尺寸将会受到一定限制，导致阵元间距也存在一定的范围，假设为[dmin，dmax]。
根据以上分析，能够在空间场地受限的情况下设计出满足系统指标要求(通常指标为增益、驻波比、方向图、波束宽度等)的天线系统，就需要对可能存在的天线阵的结构形式在不同的工况下(不同的工作频率、不同的波束指向)进行全面仿真计算，根据计算得到的电参数对比分析给出满足要求的天线阵列设计方案。
对于单个宽频段天线，采用现有的电磁仿真软件(FEKO、HFSS等)通过单个端口激励的设置就能够对天线的性能进行全频段的仿真计算。但对于宽带相控阵天线而言，它由多个宽带天线组成，在仿真时需要设置多个激励端口，同时需要根据不同天线阵列结构和不同的工作频率，设置不同的相位，从而计算天线阵在不同工况下的电参数。
对于工作频率范围为[fmin，fmax]，波束扫描范围为[θmin，θmax]，阵元间距范围为[dmin，dmax]的天线阵而言，常用的方法就是将工作频率、波束扫描范围、间距范围按照一定的采样间隔进行离散化，假设频率间隔为Δf、扫描角度间隔为Δθ、间距间隔为Δd，为了评估相控阵天线的性能，则需要在这些离散的工况下进行全面的计算。
然而，当天线阵的频率范围越宽，扫描角度越大，阵列结构多样化时，则仿真计算的频率、扫描角度以及间距的取样越小，此时计算的工作量将成倍增长。若采用人工的方式进行设置和计算，将可能会导致计算量大、周期长、容易出现人为错误，同时不同工况下的计算数据处理和显示也是一项巨大的工程。
发明内容
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种宽带相控阵天线建模方法、装置及电子设备。
第一方面，本发明实施例提供了一种宽带相控阵天线建模方法，所述方法包括：
在天线设计软件中，生成单元天线模型；
存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
优选的，所述生成单元天线模型，包括：
根据预设的系统指标，生成单元天线模型；
基于所述系统指标，对所述单元天线模型的天线参数进行设置；
对所述单元天线模型进行初步仿真评估，得到第一仿真数据。
优选的，所述基于所述模型文件构建天线阵列，包括：
对所述模型文件进行网格剖分后，对所述模型文件进行仿真计算，得到第二仿真数据；
比对所述第一仿真数据和第二仿真数据，确定所述模型文件的有效性；
当所述模型文件有效时，基于待构建系统的增益要求与所述单元天线模型的增益性能，确定所需所述单元天线模型的个数；
基于所述个数构建天线阵列。
优选的，所述基于所述个数构建天线阵列之后，还包括：
对所述天线阵列的变量参数进行定义；
设置所述天线阵列中各所述单元天线模型的馈电相位和间距，并设置所述天线阵列的仿真频率。
优选的，通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，包括：
根据预设的采样间隔，确定所述采样间隔对应的采样数；
通过matlab从所述电磁仿真软件中调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据；
基于磁盘操作指令处理所述阵列数据，得到保存数据；
基于所述保存数据生成可视化数据模型。
优选的，所述基于所述保存数据生成可视化数据模型，包括：
通过matlab来循环遍历所述保存数据，获取所述天线阵列的阻抗数据、增益数据、天线效率；
对所述阻抗数据进行计算，将所述阻抗数据转换为反射系数或驻波比参数；
对所述增益数据和天线效率进行计算，得到方向性系数；
基于所述增益数据进行制图，得到所述天线阵列的三维方向图和二维方向图；
基于所述天线阵列的各计算数据，生成可视化数据模型。
第二方面，本发明实施例提供了一种宽带相控阵天线建模装置，所述装置包括：
选取模块，用于在天线设计软件中，生成单元天线模型；
构建模块，用于存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
生成模块，用于通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。
本发明的有益效果为：通过将天线设计软件中的天线模型导入电磁仿真软件进行阵列的构成和优化，再通过matlab对阵列数据进行设置和计算，避免了人工的计算，建模效率和精确度更高。还能够对不同工况下的计算数据进行处理和可视化显示，满足不同情况的需求。且优化后的单元天线模型或天线阵列能够存储至电磁仿真软件中，以此丰富软件数据库，便于后续使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的常见直线阵的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种宽带相控阵天线建模方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种宽带相控阵天线建模装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本发明的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本发明也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本发明也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本发明内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
参见图2，图2是本申请实施例提供的一种宽带相控阵天线建模方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述方法包括：
S201、在天线设计软件中，生成单元天线模型。
在一种可实施方式中，所述生成单元天线模型，包括：
根据预设的系统指标，生成单元天线模型；
基于所述系统指标，对所述单元天线模型的天线参数进行设置；
对所述单元天线模型进行初步仿真评估，得到第一仿真数据。
具体的，天线设计软件可选用Antenna Magus。在天线阵单元设计过程中，根据系统的指标要求(单元天线模型形式)，在Antenna Magus软件中导入或生成单元天线模型，设置天线的工作频率、材质等，在软件中对单元天线的性能进行简单的仿真评估。
S202、存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列。
在一种可实施方式中，所述基于所述模型文件构建天线阵列，包括：
对所述模型文件进行网格剖分后，对所述模型文件进行仿真计算，得到第二仿真数据；
比对所述第一仿真数据和第二仿真数据，确定所述模型文件的有效性；
当所述模型文件有效时，基于待构建系统的增益要求与所述单元天线模型的增益性能，确定所需所述单元天线模型的个数；
基于所述个数构建天线阵列。
具体的，天线阵列的构建过程如下：
(1)将上一步中Antenna Magus中的单元天线模型保存为.cfx文件；
(2)采用FEKO软件中CADFEKO打开保存的.cfx文件，并对其进行网格剖分和仿真计算，将结果与Antenna Magus软件计算结果进行对比，验证单元天线模型模型的有效性；
(3)根据系统的增益要求和单元天线的增益性能，初步确定阵列中所需要的单元天线模型个数；
(4)根据天线阵的结构特点，CADFEKO中采用天线阵列模块建立相应的阵列。天线阵列模块包含Create linear/planar antenna array和Create cylindrical/circularantenna array两种，分别代表了直线阵(linear antenna array)、平面阵(planarantenna array)、圆形阵(circular antenna array)、圆柱阵(cylindrical antennaarray)四个类型。Number of elements表示单元天线模型的数量，Offset along X axis和Offset along Y axis表示沿X轴方向上放置阵元的间距和沿Y轴方向上放置的阵元的间距。以直线阵为例，将Offset along X axis设置成d，Number of elements设置成N，那么将沿X轴建立N个单元天线模型，单元天线模型的间距为d。示例性的，给出了由10个宽带鞭状天线构成的直线阵模型。对模型进行网格剖分，并保存生成为Array.cfm文件和Array.pre文件(这里的文件名可以自定义)。
在一种可实施方式中，所述基于所述个数构建天线阵列之后，还包括：
对所述天线阵列的变量参数进行定义；
设置所述天线阵列中各所述单元天线模型的馈电相位和间距，并设置所述天线阵列的仿真频率。
具体的，可采用FEKO软件中EDITFEKO打开上一步保存的Array.pre文件，参考EDITFEKO的帮助文件，在Array.pre文件中做以下修改：
1、定义变量频率(#freq)、间距(#d)、扫描角度的变量(#angle)。
2、同时在FA卡中设置各单元天线模型的位置和馈电相位。这里的馈电相位和间距的设置可根据不同的阵列形式进行调整。
3、在FR卡中设置天线阵的仿真频率。
S203、通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
在一种可实施方式中，所述通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，包括：
根据预设的采样间隔，确定所述采样间隔对应的采样数；
通过matlab从所述电磁仿真软件中调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据；
基于磁盘操作指令处理所述阵列数据，得到保存数据；
基于所述保存数据生成可视化数据模型。
具体的，(1)根据设置的距离采样间隔、频率采样间隔、角度采样间隔、
确定间距采样数Nd、频率采样数Nfreq和角度采样数Nθ。具体公式如下：
Figure BDA0003050173180000071
除以上等间隔采样外，也可以设置其他非等间隔的采样策略。
(2)利用Matalb调用FEKO，采用循环遍历生成不同工况下的天线阵的.pre文件。便于后续数据读取和处理，pre.文件命名可按照一定的规律进行，文件名中可包含阵列形式、工作频率以及扫描角度信息。例如Array_d_freq_θ,其中d代表了阵元间距、freq为工作频率、θ为扫描角度(°)。
(3)利用dos命令执行生成的.pre文件，并同时自动生成用于保存数据的.out文件。
在一种可实施方式中，所述基于所述保存数据生成可视化数据模型，包括：
通过matlab来循环遍历所述保存数据，获取所述天线阵列的阻抗数据、增益数据、天线效率；
对所述阻抗数据进行计算，将所述阻抗数据转换为反射系数或驻波比参数；
对所述增益数据和天线效率进行计算，得到方向性系数；
基于所述增益数据进行制图，得到所述天线阵列的三维方向图和二维方向图；
基于所述天线阵列的各计算数据，生成可视化数据模型。
具体的，生成可视化数据模型的具体过程为：
(1)利用Matlab采用循环的方式遍历天线阵不同工况下仿真的得到.out文件。
(2)根据.out文件的特征，利用matlab以文本读取的方式获取天线阵的阻抗数据Zin，根据反射系数和驻波比的计算公式将阻抗数据转换为反射系数或者驻波比参数，并编制成Zukang.m文件。该m文件主要用于对天线阵在不同工况下各个单元天线模型的阻抗数据，并转换成反射系数或者驻波比，同时可以采用plot函数进行画图。
(3)根据.out文件的特征，利用matlab以文本读取的方式获取天线阵的在不同方向的增益数据
Figure BDA0003050173180000081
这里的θ为仰角，
Figure BDA0003050173180000082
为方位角，G为天线阵的增益。增益数据
Figure BDA0003050173180000083
的大小取决于第二步中天线阵建模时设置的求解方向图的角度精度，通常情况下计算精度为1°。那么，仰角θ的个数为180，方位角
Figure BDA0003050173180000084
的精度为360，对增益数组取极值，找出最大辐射方向
Figure BDA0003050173180000085
当仰角为θmax时，增益随方位角
Figure BDA0003050173180000086
变化的数据可画出水平面方向图；当方位角为
Figure BDA0003050173180000087
时，增益随仰角θ变化的数据可画出垂直面方向图。根据3dB波瓣宽度的定义，可分别求出水平面和垂直面的波束宽度。
(4)根据.out文件的特征，利用matlab以文本读取的方式获取天线阵的效率。
5)根据Gain.m和Effeciency.m文件中获取的增益数据和效率，可由下式推算出天线的方向性系数。
Directivity(dBi)＝Gain(dBi)-Effeciency(dB)
(6)根据上述步骤获得的天线阵在不同工作状态下的数据利用matlab进行数据可视化显示(画图)，可直观的判断不同参数下天线阵的电气性能，以及参数对性能的影响。
下面将结合附图3，对本发明实施例提供的宽带相控阵天线建模装置进行详细介绍。需要说明的是，附图3所示的宽带相控阵天线建模装置，用于执行本发明图1所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参考本发明图1所示的实施例。
请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种宽带相控阵天线建模装置。如图3所示，所述装置包括：
选取模块301，用于在天线设计软件中，生成单元天线模型；
构建模块302，用于存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
生成模块303，用于通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
在一种可实施方式中，选取模块301包括：
单元天线模型选取单元，用于根据预设的系统指标，生成单元天线模型；
天线参数设置单元，用于基于所述系统指标，对所述单元天线模型的天线参数进行设置；
初步仿真评估单元，用于对所述单元天线模型进行初步仿真评估，得到第一仿真数据。
在一种可实施方式中，构建模块302包括：
仿真计算单元，用于对所述模型文件进行网格剖分后，对所述模型文件进行仿真计算，得到第二仿真数据；
比对单元，用于比对所述第一仿真数据和第二仿真数据，确定所述模型文件的有效性；
个数确定单元，用于当所述模型文件有效时，基于待构建系统的增益要求与所述单元天线模型的增益性能，确定所需所述单元天线模型的个数；
构建单元，用于基于所述个数构建天线阵列。
在一种可实施方式中，所述装置还包括：
参数定义模块，用于对所述天线阵列的变量参数进行定义；
设置模块，用于设置所述天线阵列中各所述单元天线模型的馈电相位和间距，并设置所述天线阵列的仿真频率。
在一种可实施方式中，生成模块303包括：
采样数确定单元，用于根据预设的采样间隔，确定所述采样间隔对应的采样数；
调用单元，用于通过matlab从所述电磁仿真软件中调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据；
指令处理单元，用于基于磁盘操作指令处理所述阵列数据，得到保存数据；
生成单元，用于基于所述保存数据生成可视化数据模型。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)、集成电路(Integrated Circuit，IC)等。
本发明实施例的各处理单元和/或模块，可通过实现本发明实施例所述的功能的模拟电路而实现，也可以通过执行本发明实施例所述的功能的软件而实现。
参见图4，其示出了本发明实施例所涉及的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以用于实施图1所示实施例中的方法。如图4所示，电子设备400可以包括：至少一个中央处理器401，至少一个网络接口404，用户接口403，存储器405，至少一个通信总线402。
其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口403可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口404可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中，中央处理器401可以包括一个或者多个处理核心。中央处理器401利用各种接口和线路连接整个终端400内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器405内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器405内的数据，执行终端400的各种功能和处理数据。可选的，中央处理器401可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。中央处理器401可集成中央中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像中央处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到中央处理器401中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器405可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器405包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器405可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器405可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器405可选的还可以是至少一个位于远离前述中央处理器401的存储装置。如图4所示，作为一种计算机存储介质的存储器405中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及程序指令。
在图4所示的电子设备400中，用户接口403主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器401可以用于调用存储器405中存储的宽带相控阵天线建模应用程序，并具体执行以下操作：
在天线设计软件中，生成单元天线模型；
存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器IC)，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random AccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种宽带相控阵天线建模方法，其特征在于，所述方法包括：
在天线设计软件中，生成单元天线模型；
存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成单元天线模型，包括：
根据预设的系统指标，生成单元天线模型；
基于所述系统指标，对所述单元天线模型的天线参数进行设置；
对所述单元天线模型进行初步仿真评估，得到第一仿真数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述模型文件构建天线阵列，包括：
对所述模型文件进行网格剖分后，对所述模型文件进行仿真计算，得到第二仿真数据；
比对所述第一仿真数据和第二仿真数据，确定所述模型文件的有效性；
当所述模型文件有效时，基于待构建系统的增益要求与所述单元天线模型的增益性能，确定所需所述单元天线模型的个数；
基于所述个数构建天线阵列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述个数构建天线阵列之后，还包括：
对所述天线阵列的变量参数进行定义；
设置所述天线阵列中各所述单元天线模型的馈电相位和间距，并设置所述天线阵列的仿真频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，包括：
根据预设的采样间隔，确定所述采样间隔对应的采样数；
通过matlab从所述电磁仿真软件中调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据；
基于磁盘操作指令处理所述阵列数据，得到保存数据；
基于所述保存数据生成可视化数据模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述保存数据生成可视化数据模型，包括：
通过matlab来循环遍历所述保存数据，获取所述天线阵列的阻抗数据、增益数据、天线效率；
对所述阻抗数据进行计算，将所述阻抗数据转换为反射系数或驻波比参数；
对所述增益数据和天线效率进行计算，得到方向性系数；
基于所述增益数据进行制图，得到所述天线阵列的三维方向图和二维方向图；
基于所述天线阵列的各计算数据，生成可视化数据模型。
7.一种宽带相控阵天线建模装置，其特征在于，所述装置包括：
选取模块，用于在天线设计软件中，生成单元天线模型；
构建模块，用于存储并导入所述单元天线模型的模型文件至电磁仿真软件，基于所述模型文件构建天线阵列；
生成模块，用于通过matlab调用所述天线阵列，循环遍历生成所述天线阵列在不同工况下的阵列数据，生成可视化数据模型，所述可视化数据模型用以判断不同参数下所述天线阵列的电气性能以及不同参数对电气性能的影响。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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