HFSS結(jié)合UTD計算機載天線方向圖
4 計算結(jié)果
將HFSS計算得出的天線近區(qū)矢量場分量作為起點,用UTD程序計算該近區(qū)場在通過機身的遮擋、反射、繞射以后的遠區(qū)效應(yīng)。
此時,只要尋出平板、圓柱和圓錐間的反射、繞射射線,就可以計算出天線經(jīng)過飛機機身的反射、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)過以上幾個模塊的計算以后仍然沒有場值,此時應(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)過這樣一些運算,就會得到經(jīng)過整架飛機的反射、繞射、遮擋以后的場值,最終得到天線安裝在飛機上時的受擾方向圖。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機身上方,由于機身的遮擋,在機身下方的場值明顯變小。而由于天線安裝位置,載機平臺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算的局限性,ANSOFT HFSS又無法完全將機載天線與整架飛機在一起仿真計算其方向圖。對于計算飛機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,以計算機載相控陣天線的方向圖。從上面的例子可以看出,計算結(jié)果比較令人滿意,同時也證明了該方法的有效性,為工程應(yīng)用提供了極有價值的參考依據(jù)。
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