基于随机相位的电磁防护方法及装置

本申请涉及电磁防护，特别是涉及一种基于随机相位的电磁防护方法及装置。

背景技术：

1、天线作为前门耦合通道，易受到大功率电磁信号的影响。大功率电磁信号可通过天线耦合进入接收机前端，对低噪声放大器等敏感器件造成性能下降甚至永久性损伤。

2、现有电磁防护手段中，能量选择表面（energy selective surface，ess）通过非线性器件实现场致阻抗自适应切换，在正常信号下低插损传输，在大功率电磁信号下呈现高屏蔽态。然而，现有研究多集中于平面构型，难以与大尺寸曲面天线罩或反射面共形集成，且在曲面状态下存在电磁分布畸变、性能下降等问题。

3、针对反射面天线，已有研究尝试通过加载反射型ess单元，在大功率电磁环境下改变反射面的相位分布，实现“弱场聚焦、强场散焦”的效果。但现有方法中，防护状态下反射相位的调控方式较为单一，难以实现宽相位范围内连续可调的随机相位分布，导致防护效能受限；另一方面，缺乏系统化的曲面参数化建模与单元映射方法，难以高效实现反射型ess单元在复杂曲面反射面上的高精度集成。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于随机相位的电磁防护方法及装置。

2、一种基于随机相位的电磁防护方法，所述方法包括以下步骤：

3、根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，基于惠更斯原理，构建由反射型ess单元按固定周期尺寸排布的反射型ess单元阵列，所述反射型ess单元包括从上到下布置的工字型金属贴片、空气介质层、金属背板，所述工字型金属贴片的纵臂设置有缝隙，缝隙中加载有pin二极管，将工字型金属贴片均分；

4、采用宽范围随机相位分布方式构造防护状态下每个反射型ess单元的反射相位；

5、根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，建立参数化曲面模型，将相位特性可重构的反射型ess单元逐一映射并集成至参数化曲面模型的对应位置，生成曲面电磁防护结构模型。

6、在其中一个实施例中，所述工字型金属贴片的横条形贴片的长度是可调整的。

7、在其中一个实施例中，采用宽范围随机相位分布方式构造防护状态下每个反射型ess单元的反射相位，包括：

8、在宽相位范围内，随机生成每个反射型ess单元的反射相位，所有反射型ess单元的反射相位相互独立且服从均匀随机分布。

9、在其中一个实施例中，根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，建立参数化曲面模型，将相位特性可重构的反射型ess单元逐一映射并集成至参数化曲面模型的对应位置，生成曲面电磁防护结构模型，包括：

10、根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，建立参数化曲面方程，根据反射型ess单元阵列的周期进行网格划分，确定每个反射型ess单元的中心点坐标；

11、计算每个中心点的法向矢量与切向矢量，建立局部坐标系；

12、根据每个反射型ess单元的反射相位，在每个局部坐标系下生成对应的工字型金属贴片，并通过布尔运算与曲面基底集成，生成曲面电磁防护结构模型。

13、在其中一个实施例中，所述工字型金属贴片的横条形贴片的长度的调整范围为4mm至24mm。

14、在其中一个实施例中，所述pin二极管在截止态等效为电容，导通态等效为串联电阻和电感。

15、在其中一个实施例中，所述待防护大口径抛物面天线的反射面天线口径尺寸为600mm，焦距为218.75mm，馈源采用s波段标准矩形开口波导。

16、在其中一个实施例中，反射型ess单元的排布周期为25mm。

17、在其中一个实施例中，纵臂的宽度为3.5mm，纵臂的长度为14mm。

18、一种基于随机相位的电磁防护装置，所述装置包括：

19、单元阵列构建模块，用于根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，基于惠更斯原理，构建由反射型ess单元按固定周期尺寸排布的反射型ess单元阵列，所述反射型ess单元包括从上到下布置的工字型金属贴片、空气介质层、金属背板，所述工字型金属贴片的纵臂设置有缝隙，缝隙中加载有pin二极管，将工字型金属贴片均分；

20、反射相位构造模块，用于采用宽范围随机相位分布方式构造防护状态下每个反射型ess单元的反射相位；

21、电磁防护模块，用于根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，建立参数化曲面模型，将相位特性可重构的反射型ess单元逐一映射并集成至参数化曲面模型的对应位置，生成曲面电磁防护结构模型。

22、上述基于随机相位的电磁防护方法及装置，通过构造宽范围随机反射相位分布，从而在防护状态下将入射的大功率的电磁能量信号在空间各个方向均匀分散，显著降低进入馈源的电磁能量，实现高效、稳定的电磁防护。通过建立参数化曲面模型，并将反射型ess单元映射并集成至参数化曲面模型的对应位置，以曲面参数化建模与单元映射方法，实现了反射型ess单元在任意复杂曲面上的高精度、高效率集成。

1.一种基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，所述工字型金属贴片的横条形贴片的长度是可调整的。

3.根据权利要求1所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，采用宽范围随机相位分布方式构造防护状态下每个反射型ess单元的反射相位，包括：

4.根据权利要求3所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，根据待防护大口径抛物面天线的反射面曲面构型，建立参数化曲面模型，将相位特性可重构的反射型ess单元逐一映射并集成至参数化曲面模型的对应位置，生成曲面电磁防护结构模型，包括：

5.根据权利要求2所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，所述工字型金属贴片的横条形贴片的长度的调整范围为4mm至24mm。

6.根据权利要求1所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，所述pin二极管在截止态等效为电容，导通态等效为串联电阻和电感。

7.根据权利要求1所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，所述待防护大口径抛物面天线的反射面天线口径尺寸为600mm，焦距为218.75mm，馈源采用s波段标准矩形开口波导。

8.根据权利要求7所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，反射型ess单元的排布周期为25mm。

9.根据权利要求7所述的基于随机相位的电磁防护方法，其特征在于，纵臂的宽度为3.5mm，纵臂的长度为14mm。

10.一种基于随机相位的电磁防护装置，其特征在于，所述装置包括：