应用UTD方法分析飞行器天线的辐射特性（圆锥问题）

摘要

由于现代航空航天飞行器所处的电磁环境越来越复杂,所以对电磁兼容性的研究显得尤为重要.在研究大型复杂系统的电磁兼容问题时,射线寻迹和场值求解是重点和关键.该论文结合《飞行器天线电磁兼容分析》课题,应用一致性几何绕射理论(UTD),对射线寻迹和求场问题进行了较深入的研究.射线寻迹是应用UTD方法研究天线辐射特性的关键,它的准确性与高效性直接影响到后面场值计算及天线隔离度计算的精度和速度,所以论文从基本模块出发,详细讨论了一阶模块的射线寻迹方法.对于圆锥和圆柱反射射线寻迹,在以往的文献[1]中均是以数值搜索的方法给出的,作者结合Fermat原理,通过求解一元四次方程,推导出了反射点的解析解,大大加快了一阶及高阶射线寻迹的速度,提高了反射点的精度.对于二阶及高阶的射线寻迹,作者也做了深入研究,并在论文中阐述了圆锥相关模块的射线寻迹方法.求场公式的详细说明是该文的又一重点.作者经过对大量文献的比较分析,给出了适于工程应用的洋细求场公式.论文中同样以典型模型圆锥为例,列出了一阶和高阶圆锥相关模块在不同情况下的场值计算方法.经过大量的理论研究,作者及其他项目组成员在前人的基础上做了大量的工作,编写并调试完成了《飞行器天线电磁兼容分析》软件中射线寻迹及求场部分的程序,经过严格测试,证明了理论及程序的正确性.论文的最后一章给出了圆锥相关模块的部分算例及分析.

目录

文摘

英文文摘

创新性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

§1.1引言

§1.2飞行器天线散射问题的研究方法综述

§1.3本文所作工作及论文结构安排

第二章几何光学和几何绕射理论

§2.1几何光学

§2.2几何绕射理论

2.2.1表面绕射射线

2.2.2边缘绕射射线

§2.3入射场、反射场和绕射场概论

2.3.1几何光学入射场

2.3.2几何光学反射场

2.3.3绕射射线场

第三章射线寻迹

§3.1圆锥反射寻迹

§3.2圆柱反射寻迹

§3.3其它一阶射线寻迹

3.3.1圆柱绕射射线寻迹

3.3.2圆锥绕射射线寻迹

3.3.3平板绕射射线寻迹

3.3.4平板反射射线寻迹

3.3.5曲边缘绕射线

§3.4圆锥与自身曲边缘二阶绕射射线寻迹

§3.5圆锥与平板射线寻迹

3.5.1圆锥反射-平板反射

3.5.2圆锥绕射-平板反射

3.5.3圆锥反射-平板边缘绕射

3.5.4圆锥绕射-平板边缘绕射

§3.6圆锥与圆柱相连的三阶绕射射线寻迹

第四章场值计算

§4.1圆锥一阶场值计算理论

4.1.1源在圆锥曲面外的亮区场

4.1.2源在圆锥曲面外的绕射场

4.1.3源在圆锥曲面上的绕射场

4.1.4源在圆锥曲面上的直射场

§4.2圆锥二阶及高阶模块场值计算理论

4.2.1圆锥与平板的求场方法

4.2.2圆锥与自身曲边缘的求场方法

4.2.3圆锥与圆柱相连模块的求场方法

第五章计算结果与验证

§5.1单个部件的计算结果与验证

§5.2天线在某飞机上的计算结果

附录

结束语

致谢

参考文献

作者在读期间发表或录用的文章和作者参加的科研情况