自適應(yīng)微帶相控陣天線建模模塊設(shè)計(jì)

摘要

基于matlab結(jié)合matlab-feko-APIs接口函數(shù)庫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)FEKO的二次開發(fā)，在CADfeko上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)+重復(fù)性結(jié)構(gòu)問題的快速仿真建模，其可以兼顧C(jī)ADFEKO的直觀性和簡(jiǎn)易性以及Matlab的高效性，可以極大的提高模型建模效率，降低人為處理大量重復(fù)性結(jié)構(gòu)建模所帶來的低效，易錯(cuò)的問題。該操作流程在往期文章中有詳細(xì)介紹，此處不再贅述。

本文為第1期文章的延續(xù)，該模塊在原有自動(dòng)建模模塊的基礎(chǔ)上增加了自適應(yīng)的幅相分布計(jì)算函數(shù)，可以根據(jù)天線結(jié)構(gòu)參數(shù)以及天線掃描角范圍，自動(dòng)完成不同波束掃描角下的陣元幅相計(jì)算，使得微帶相控陣天線的建模效率進(jìn)一步提高。

微帶相控陣天線與復(fù)雜模型的一體化建模仿真的主要的目的有兩個(gè)：

仿真計(jì)算復(fù)雜環(huán)境對(duì)相控陣天線方向圖的影響

仿真計(jì)算復(fù)雜環(huán)境對(duì)相控陣天線陣元間的互耦和匹配性能的影響

其中在進(jìn)行方向圖的計(jì)算時(shí)，饋線的半徑可以設(shè)置為遠(yuǎn)小于線長(zhǎng)，這樣可以在基本不影響方向求解精度的前提下，提高收斂速度；對(duì)于陣元間的匹配和互耦性能的計(jì)算，饋線的半徑需要與實(shí)際饋針的半徑尺寸一致，方能獲得較好的計(jì)算精度。

模塊組成

模塊主要要三個(gè)部分組成：1）主程序；2）幅相分布計(jì)算函數(shù)；3）matlab-FEKO-APIs接口函數(shù)庫。

其中主程序完成天線結(jié)構(gòu)參數(shù)化，并通過幅相分布函數(shù)和接口函數(shù)庫的調(diào)用實(shí)現(xiàn)相控陣天線的建模；幅相分布函數(shù)為依據(jù)不同的波束掃描角，完成陣元饋電幅相分布的計(jì)算，其中幅度計(jì)算依據(jù)taylor分布，第（m，n）單元的相位計(jì)算依據(jù)平面陣列的綜合公式如下（ps:theta為俯仰角，phi為方位角）；接口函數(shù)庫實(shí)現(xiàn)了matlab與FEKO之間的對(duì)接。

操作流程

step1：天線結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入，并運(yùn)行程序，生成建模腳本.lua。

step2：在CADfeko中的腳本編輯器script editor中打開建模腳本，并運(yùn)行腳本，完成貼片/饋線/多求解項(xiàng)等的建模。

step3：依據(jù)天線口徑以及基板材料等參數(shù)，完成介質(zhì)基板建模，最終完成微帶相控陣天線自動(dòng)建模。

總結(jié)

本文介紹了一種微帶相控陣天線自適應(yīng)建模方法，其依據(jù)天線口徑/貼片與饋線的結(jié)構(gòu)參數(shù)/波束掃描角范圍，可實(shí)現(xiàn)微帶相控陣天線的自適應(yīng)建模，相較于原模塊，建模效率更高，操作更加便捷。

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審核編輯：湯梓紅