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电大尺寸口径天线—含FSS天线罩的研究及分析软件的实现

作　者: 邹姝
导　师: 朱守正
学　校: 华东师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: 电大尺寸口径天线天线罩频率选择表面射线分界面二分法射线寻迹射线繁衍
分类号: O453
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文结合射线技术和表面积分的方法来分析电大尺寸含频率选择表面天线罩的电气性能并用Visual Fortran实现了计算速度快、计算结果相对可靠的电大尺寸口径天线-含频率选择表面天线罩的分析软件。本文主要有两个创新点。其一，本文基于数值方法中的二分法提出了射线寻迹算法。它具有直观、准确且可以适应相当多的天线罩形状的特点，尤其在超椭球旋转体形天线罩的射线寻迹问题中需要解超越方程的情况下更能突显它的价值，它还能解决分界面无法直接用曲面方程表示的天线罩的寻迹问题，比如抛物面型天线罩的内壁是抛物面，但经过等厚度介质增长得到的分界面不再是抛物面，因此无法用抛物面形式的曲面方程来表示。另外，由于这种改进的寻迹算法能够求出射线与分界面准确的交点，所以本文能够求出分界面的曲率矩阵，从而可以计算出天线罩形状对电磁波波阵面的影响。其二，本文在改进的射线寻迹算法的基础上，利用Fortran 90的指针和串行提出了射线繁衍算法。它可以完整地求解出任意角度入射天线罩的射线经过多次反射和折射得到的出天线罩射线们，从而能够求出直射瓣、一次反射瓣、二次及以上的反射瓣。该算法适合含有任意多个介质层以及任意多个FSS的电大尺寸混合天线罩，它把FSS当作特殊的分界面来处理，根据FSS类型调用相应的程序来计算其特殊的反射和透射系数，通过调用这些现成的、可以单独调试的FSS反射和透射系数的计算程序，该算法能够适应FSS类型的不断扩充。本文通过比较该算法和四端口网络方法计算平板型多层介质罩功率反射和传输系数的计算结果来证明了它的有效性。此外，本文最突出的特点是实现了一个功能完备、扩展性强的分析软件。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章绪论  9-12
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 研究概况  9-11
  1.3 研究方法概述和论文结构  11-12
第二章天线罩电气性能的主要指标和射线技术  12-20
  2.1 天线罩电气性能的主要指标  12-13
  2.2 基于几何光学原理的射线技术  13-20
第三章口径天线-多层介质罩的电气性能分析  20-46
  3.1 引言  20
  3.2 入天线罩射线集  20-22
  3.3 射线在天线罩里的繁衍  22-40
    3.3.1 射线繁衍算法及验证  22-29
    3.3.2 射线与介质分界面的交点的确定  29-37
    3.3.3 射线在介质分界面上的反射和折射分析  37-40
  3.4 天线罩外等效口径的场分布和远场计算  40-43
  3.5 计算例子  43-46
第四章射线技术分析混合天线罩对频率选择表面的处理方法  46-51
  4.1 射线在FSS分界面上的反射和折射分析  46-49
  4.2 频率选择表面的分析方法  49-51
第五章电大尺寸口径天线-含FSS天线罩系统的分析软件的实现  51-57
  5.1 编程环境简介  51-52
  5.2 目标功能  52-54
  5.3 程序主要模块和实现方法  54-57
总结  57-58
附录  58-66
  A1 坐标变换公式  58
  A2 计算偏导  58-62
  A3 程序中的Module  62-66
参考文献  66-70
发表论文与科研成果  70-71
致谢  71

电大尺寸口径天线—含FSS天线罩的研究及分析软件的实现

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