天线罩相关参数的改变对天线方向图影响

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1、天线罩相关参数的改变对天线方向图影响来源：

2、作者：王向晖，陈士举

3、发布时间：2009-01-0610:55:05

4、浏览：638次【字体：大中小】摘要：天线罩在保护雷达天线不受环境影响的同时，又会对天线的电磁辐射产生某些干扰，改变天线的电气性能。利用电磁场数值计算方法研究了在因气动、机械强度和耐热性等因素而需改变天线罩的厚度或材料的介电常数等相关参数时对天线方向图的影响，作为天线和天线罩的电磁相容性研究的参考。关键词：天线罩；天线；时域分析0引言  天线罩对于机载与飞行器无线电设备，特别是雷达天线是一种保护装置。天线

5、罩的设计应全面满足空气动力学、热、无线电技术、机械等诸项复杂而又彼此矛盾的综合要求’。天线罩气动外形的改进，机械强度和耐热能力的提高，都有可能导致无线电透明度显著降低和天线方向图的畸变，其结果是缩短雷达的作用距离和大大降低其精确性，主要影响表现在因方向图的畸变而引起的天线罩对测定目标方位所造成的角误差。   为分析因加天线罩而对天线带来的影响，常用的方法有几何光学法、物理光学法、平面波谱法和等效传输线法等'，大口径天线、多层天线罩以及天线罩材料参数的改变等都会给这些方法带来挑战。 本文尝试利用时域积分方程方法探讨因

6、气动、机械强度和耐热性等因素而需改变天线罩的厚度或材料的介电常数等天线罩的相关参数时，对天线辐射方向图的影响。1时域积分方程法  对时域散射和辐射问题的分析和模拟在电磁学、地球物理和声学等领域有着非常重要的作用和意义。在如雷达目标的探测和识别等需要获取目标的超宽带响应数据的实际应用，采用时域方法比频域方法的计算效率更高。 时域积分方程法(TDIE：time—domainintegralequation)是利用Green函数和Green定理获得时域积分方程，再迭代计算电磁场。具体来说假设Js为位于均匀介质中的理想导体

7、的表面，则瞬态入射场E(r，t)将在导体表面产生感应电流‘，(r，t)，利用一定的边界条件即可得到感应电流所满足的TDIE为 分别改变天线罩的厚度和天线罩的介电常数对天线方向图的影响。其中天线罩的厚度分别取为0．5InlTl、3mm和6mm；天线罩材料分别考虑各向异性和各向同性的媒质，各向异性媒质分别考虑￡=￡：2，y=3．2、￡=￡=2，￡=3，2以及￡=￡：2，￡=3．2等三种情况，而各向同性的媒质特性为￡=3．2。  考虑到天线和天线罩的对称性，故在研究天线的方向图时，仅考虑了天线俯仰面的方向特性，即在=0o

8、时改变0角度的天线辐射特性，其中0是从正z转向xoy面的。图2表示天线罩的厚度为0．5mm时，在不同工作频率的情况下，加天线罩和不加天线罩对天线方向图的影响。由图2可以看出在天线罩的厚度很薄时，改变天线罩材料的介电常数对天线方向图的影响可以忽略，这种效果在天线方向图的主瓣和低频段表现的尤其突出。 图3表示天线罩的厚度增加为3mm时，在不同工作频率的情况下，加天线罩和不加天线罩对天线方向图的影响。  由图3可以看出在天线罩的厚度较厚时，改变天线罩材料的介电常数对天线方向图的影响主要体现在旁瓣，而对主瓣的影响则较小。图

9、4表示改变天线罩的厚度(天线罩的厚度从0．5mm增加到6mm)时天线辐射方向图，其中天线罩取的是各向同性的材料，即￡=3．2。 由图4可见与不戴天线罩的天线方向图相比，在天线罩取各向同性材质时，随着天线罩壁的加厚。天线的方向图无论在主瓣还是旁瓣皆有较大的变化。3结论  天线和天线罩的一体化设计是一个多自由度的优化设计问题，需要综合考虑因气动、机械强度和耐热性等因素的需求对天线罩相关性能的改变而导致对天线和天线罩电磁特性的冲击。本文利用电磁场数值计算的方法得出的结论：当天线罩的罩壁较薄时，改变天线罩的介电常数对天线的

10、辐射特性影响并不大；而当天线罩的罩壁较厚时，改变天线罩的介电常数对天线辐射特性的影响主要体现在旁瓣上；天线罩罩壁厚度的改变无论是对天线辐射特性的主瓣还是旁瓣皆有较大影响。