大口径反射面天线PFDTDPTDPO混合模拟时的网格剖分要求

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1、第6卷第2期现代应用物理VolI6，No．22015年6月MoDERNAPPLIEDPHYSICSJun．2015大口径反射面天线PFDTD—PTDPO混合模拟时的网格剖分要求朱湘琴，王建国，邢笑月(1．西北核技术研究所，西安710024；2．西安交通大学电子与信息工程学院，西安710049)摘要：采用并行时域有限差分(PFDTD)和并行时域物理光学(PTDPO)相混合的方法对大口径反射面天线近轴区的辐射远场进行了模拟计算。以圆锥喇叭馈电的单反射面天线为例，给出了馈源及反射面网格剖分的要求；根据此要求剖分网格，给出了卡塞格伦双反射面天线

2、的时域算例，所得计算结果与CST软件的计算结果符合较好。该网格剖分要求可用于PFDTD-PTDPO混合方法中进行任意馈源馈电的大型反射面天线的瞬态模拟，包括馈源偏焦的情况。关键词：时域；反射面天线；并行时域有限差分；并行时域物理光学；网格剖分；近轴区远场中图分类号：TN823。。．27文献标志码：A文章编号：2095—6223(2015)02—090—08RequirementofGridDivisioninPFDTD—PTDPOHybridMethodforLarge—ApertureReflectorAntennasZHUXiang

3、—qin，WANGJian—guo一，XINGXiao—yue(1．NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xi’an710024，China2．SchoolofElectronicandInformationEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Ahybridmethodcombiningparallelizedfinitedifferencetime—domain(PFDTD)andparallelizedti

4、me～domainphysicaloptics(PTDPO)ispresentedforcomputingthetransi—entradiationfar—fieldsoflargereflectors．Theexampleofasinglereflectorfedbyhornisgiven，andtherequirementsofgriddivisionforfeed’sdomainandreflectordomainareshown．Accordingtotherequirements，thefar—fieldsofCasserg

5、rainantennaaregot，andtheresultsagreewiththosebyCSTsoftware．Therequirementsarealsosuitableforthemethodproposedinthispapertoanalyzethetime——domainfar—-fieldsofvariouslarge—aperturereflectorantennaswithvariousfeeds，includingoffsetfeedantennas．Keywords：time-domain；reflectora

6、ntenna；paratlelizedFDTD；parallelizedTDPO；griddivision；nearaxis；far—field收稿日期：2014—12—09；修回日期：2015—04—20基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(61231003)作者简介：朱湘琴(1978一)，女，江苏泰兴人，副研究员，博士，主要从事电磁场微波技术研究。E-mail：zhuxiangqin@nint．ac．cn第2期朱湘琴等：大口径反射面天线PFDTD-PTDPO混合模拟时的网格剖分要求91反射面天线已广泛应用于通信、雷达和射电天区三角

7、形面网格上的瞬态磁场；2)借助PTDPO方文中。对大型反射面天线进行分析和设计时，常采法，由反射面照明区上的瞬态磁场外推得到单反射用纯高频近似分析法_】]或商用软件，如FEKO软面天线远区辐射场的瞬时值。模拟双反射面天线远件]，但频域方法每次计算只能得到一个频率点的区瞬态辐射场的计算思路如下：1)使用PFDTD方信息，无法给出某个频段内的时域特性，且对反射面法计算包含馈源的近场，同时，通过KSIR求得次反天线具有复杂馈源的情形，求解比较困难。考虑到射面照明区及其附近3个面上的瞬态磁场；2)借助反射面天线往往是电大尺寸(其口径面可达数十或

8、KSIR，由上述3个面上的瞬态磁场求得主反射面照数百个波长)，而馈源和馈电结构的尺寸往往与波长明区三角形面网格上的瞬态磁场；3)借助PTDPO同量级，故文献E8—10]均使用并行时域有限差分方方法，由主反射