一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法、存储介质和装置

摘要

本发明公开了一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法、存储介质和装置，方法包括：计算从平台上发射天线位置点Tx至接收天线位置点Rx绕几何表面的最短路径即短程线，并根据所述最短路径线提取Tx处的射线入射方向从近场测试数据中提取出包裹发射天线口径盒子的离散网格文件，并提取每个网格节点上的电场与磁场；将近场测试数据转换为Tx在方向上的垂直极化增益和水平极化增益计算收发极化失配xpol和空间路径损耗L；得到天线隔离度C。本发明基于UTD计算收发天线近场测试数据的天线隔离度，利用电磁兼容领域的特型，考虑到收、发位置上射线方向对天线增益和极化隔离的影响情况，从而使得隔离度预测更加准确。

说明书

技术领域

本发明涉及计算电磁学，特别涉及一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法、存储介质和装置。

背景技术

一致性几何绕射理论(UTD)以其计算频段高、占用资源低、精度高而被广泛应用到电大尺寸目标的电磁计算中，因该方法较依赖于目标的解析表达，而实际工程中目标难以解析表达，这使得UTD方法的应用受到了较大限制，UTD方法以各种类型的射线为基础，因此研究任意曲面上的射线寻迹方法具有重要的意义。

现有技术的UTD利用近场测试数据计算电大平台天线间隔离具有以下问题：(1)传统UTD法没有考虑收、发天线的增益；(2)传统UTD法没有考虑收、发天线在空间的极化隔离效应；(3)传统UTD法没有考虑收、发位置上射线方向对天线增益和极化隔离的影响情况；(4)传统UTD法无法使用近场测试数据对天线增益进行计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于电磁兼容领域中的基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法、存储介质和装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的第一方面，提供一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法，包括：

加载平台模型；

计算从平台上发射天线位置点Tx至接收天线位置点Rx绕几何表面的最短路径即短程线，并根据所述最短路径线提取Tx处的射线入射方向

从近场测试数据中提取出包裹发射天线口径盒子的离散网格文件和接收天线口径盒子的离散网格文件，并提取每个网格节点上的电场与磁场；

将近场测试数据转换为Tx在

利用垂直极化增益

利用收发极化失配xpol和空间路径损耗L得到天线隔离度C。

进一步地，所述加载平台模型包括：

从nastran格式的平台面元文件中提取CAD网格模型的点列表和点连接列表。

进一步地，所述将近场测试数据转换为Tx在

由

式中，R表示远场观察半径，k表示自由空间波速，n表示近场网格面元法向矢量，E表示S′面元上的电场，

得到

对电场在包裹Tx表面做功率积分得到辐射功率P，并转换为增益系数G

所述Rx在

进一步地，所述计算Tx与Rx的收发极化失配xpol的计算公式为：

其中，G

进一步地，所述Tx与Rx经过短程线导致的空间路径损耗L的计算公式为：

其中，G

进一步地，所述利用收发极化失配xpol和空间路径损耗L得到天线隔离度C的计算公式为：

C＝xpol+L。

进一步地，所述收发极化失配xpol、空间路径损耗L和天线隔离度C的单位均为dB。

进一步地，所述平台为飞行平台。

本发明的第二方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行所述的一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法的步骤。

本发明的第三方面，提供一种装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行所述的一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法的步骤。

本发明的有益效果是：

在本发明的一示例性实施例中，基于现有技术的UTD计算收发天线近场测试数据的天线隔离度，利用电磁兼容领域的特型，考虑到收、发位置上射线方向对天线增益和极化隔离的影响情况，从而使得隔离度预测更加准确。

附图说明

图1为本发明一示例性实施例公开的方法流程图；

图2为本发明一示例性实施例公开的飞行平台模型示意图；

图3为本发明一示例性实施例公开的射线路径可视用折线显示短程线的示意图；

图4为本发明一示例性实施例公开的喇叭天线结构示意图；

图5为本发明一示例性实施例公开的发射天线口径盒子示意图；

图6为本发明一示例性实施例公开的增益的矢量方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参见图1，图1示出了本发明一示例性实施例提供的一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法，下述示例性实施例的模型以一优选示例性实施例中的飞行平台为主进行介绍，其他可以运用本方法的平台在此不进行赘述。

所述方法包括：

S01：加载平台模型。

具体地，在一示例性实施例中，从nastran格式的平台面元文件中提取CAD网格模型的点列表和点连接列表，模型显示如图2所示。

S02：计算从平台上发射天线位置点Tx至接收天线位置点Rx绕几何表面的最短路径即短程线，并根据所述最短路径线提取Tx处的射线入射方向

其中，射线路径可视用折线显示此短程线，如图3所示。

S03：从近场测试数据中提取出包裹发射天线口径盒子的离散网格文件和接收天线口径盒子的离散网格文件，并提取每个网格节点上的电场与磁场(复数形式的Ex，Ey，Ez，Hx，Hy，Hz)。

在其中一示例性实施例中，所述发射天线和接收天线均为如图4所示的喇叭天线，发射天线口径盒子案例如图5所示。

S04：将近场测试数据转换为Tx在

近场测试数据来源：1)电波暗室中采用天线近场测试系统对天线近场的测试结果；2)天线模型用商用仿真软件的仿真分析结果。

更优地，在一示例性实施例中，所述将近场测试数据转换为Tx在

S041：由

式中，R表示远场观察半径，k表示自由空间波速，n表示近场网格面元法向矢量，E表示S′面元上的电场，

得到

S042：对电场在包裹Tx表面做功率积分得到辐射功率P，并转换为增益系数G

而所述Rx在

S05：利用垂直极化增益

更优地，在一示例性实施例中，所述计算Tx与Rx的收发极化失配xpol的计算公式为：

其中，G

更优地，在一示例性实施例中，所述Tx与Rx经过短程线导致的空间路径损耗L的计算公式为：

其中，G

S06：利用收发极化失配xpol和空间路径损耗L得到天线隔离度C。

更优地，在一示例性实施例中，所述利用收发极化失配xpol和空间路径损耗L得到天线隔离度C的计算公式为：

C＝xpol+L。

更优地，在一示例性实施例中，所述收发极化失配xpol、空间路径损耗L和天线隔离度C的单位均为dB。

基于上述任意方法示例性实施例，本发明的又一示例性实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行所述的一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法的步骤。

基于上述任意方法示例性实施例，本发明的又一示例性实施例提供一种装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行所述的一种基于收发天线近场测试数据的天线隔离度预测方法的步骤。

基于这样的理解，本实施例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部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得装置执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。