一种任意姿态电性天线辐射电磁场的快速计算方法与流程

技术特征：
1.一种任意姿态电性天线辐射电磁场的快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，获取包括天线长度、天线电流和天线姿态参数在内的天线参数，并设置高斯-切比雪夫积分参数；s2，基于所述天线姿态参数对所述天线参数进行投影变换，得到天线长度在x、y和z三个方向的天线长度值和天线电流在x、y和z三个方向的天线电偶极矩三分量；其中，x、y和z分别为天线的x轴、y轴和z轴；s3，根据设置的所述高斯-切比雪夫积分参数和所述天线长度值计算出各积分节点坐标和对应的积分系数，并利用所述各积分节点坐标和所述天线电偶极距三分量得到各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应；s4，利用所述各积分节点对应的积分系数和所述各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应进行高斯-切比雪夫积分计算得到任意姿态电性天线的辐射电磁场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s4中利用所述各积分节点对应的积分系数和所述各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应进行高斯-切比雪夫积分计算的构造公式为：其中，l为天线长度，a
k
为各积分节点对应的积分系数，p
k
为天线各积分节点位置处电偶极矩，θ和均为天线姿态参数，为天线各积分节点坐标的三分量和与天线各积分节点的电偶极矩三分量和一一对应，为观测点相对于天线各积分节点的位置矢量，x
k
为高斯-切比雪夫积分节点，k＝0,1,2,
…
,n。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3具体包括以下步骤：s31，根据n 1次切比雪夫多项式t
n 1
(x)求解n 1个零点，得到n 1个积分节点x
k
，其中，k＝0,1,2,
…
,n，n为设置的所述高斯-切比雪夫积分参数；s32，根据各积分节点x
k
对应的拉格朗日插值基函数l
k
(x)计算各积分节点对应的积分系数a
k
；s33，根据所述天线长度值对应的坐标计算出天线各积分节点坐标的三分量和s34，采用所述天线参数对天线各积分节点位置处电偶极矩进行投影变换，得到与所述天线各积分节点坐标的三分量和一一对应的天线电偶极拒的三分量和s35，利用所述天线各积分节点坐标的三分量和及一一对应的所述天线电偶极矩的三分量和并通过快速hankel数值滤波得到各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s31中t
n 1
(x)求解n 1个零点得到积分节点x
k
的计算公式如下：
其中，t
n 1
(x)的n 1个零点为x
k
，k＝0,1,2,
…
,n。5.根据权利要求2或3或4所述的方法，其特征在于，所述高斯-切比雪夫积分节点x
k
计算公式如下：其中，n为设置的所述高斯-切比雪夫积分参数。6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述各积分节点x
k
对应的积分系数a
k
计算公式如下：其中，x
k
对应的拉格朗日插值基函数l
k
(x)公式如下：7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s33中根据电性天线长度值对应的坐标计算天线各积分节点坐标的三分量和包括：当计算天线的x轴分量时，b＝l
x
/2，a＝-l
x
/2，计算得到天线x轴分量各分点坐标当计算天线的y轴分量时，b＝l
y
/2，a＝-l
y
/2，计算得到天线y轴分量各分点坐标当计算天线的z轴分量时，b＝l
z
/2，a＝-l
z
/2，计算得到天线z轴分量各分点坐标其中，l
x
、l
y
和l
z
为天线长度在x、y和z三个方向的天线长度值，a和b分别为所述天线长度值对应的坐标。8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述天线长度在x、y和z三个方向的天线长度值l
x
、l
y
和l
z
的公式如下：其中，l为天线长度，θ和均为天线姿态参数，θ为有限长电性天线在xoy平面内的投影与x轴夹角，为有限长电性天线与xoy平面的夹角。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述s34中采用所述天线参数对天线各积
分节点位置处电偶极矩进行投影变换，得到与所述天线各积分节点坐标的三分量和一一对应的天线电偶极拒的三分量和的公式如下：其中，i为天线电流，p
k
＝idl
k
为天线各积分节点位置处电偶极矩，θ为有限长电性天线在xoy平面内的投影与x轴夹角，为有限长电性天线与xoy平面的夹角。10.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述任意姿态电性天线的辐射电磁场为频域电磁场，通过gs变换转换为任意姿态电性天线的辐射时域电磁场；所述gs变换的计算公式如下：所述gs变换的计算公式如下：其中，函数f(*)表示频域函数，函数f(t)表示时域函数，n
f
为变换时采用的频点数目，f为相应的频点值，k
m
是gs变换系数。

技术总结
本发明涉及一种任意姿态电性天线辐射电磁场的快速计算方法，包括：获取包括天线长度、天线电流和天线姿态参数在内的天线参数，并设置高斯-切比雪夫积分参数；基于天线姿态参数对天线参数进行投影变换，得到天线长度在x、y和z三个方向的天线长度值和天线电偶极矩三分量；根据设置的高斯-切比雪夫积分参数和天线长度值计算出各积分节点坐标和对应的积分系数，并利用各积分节点坐标和天线电偶极距三分量得到各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应；利用各积分节点对应的积分系数和各积分节点位置处电偶极子天线三分量的频域电磁响应得到任意姿态电性天线的辐射电磁场。本发明实现快速计算辐射电磁场的同时提升了计算的精度和效率。升了计算的精度和效率。升了计算的精度和效率。


技术研发人员：时宗洋 渠晓东 刘丽华 赵一宇 徐轶轲 彭雪明
受保护的技术使用者：北京机械设备研究所
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2021/11/19