变厚度雷达罩电磁性能仿真三种方法的比较.pdf

第41卷第2期
航空计算技术
Vol 41 No. 2
2011年3月
Aeronautical Computing Technique
Mar.2011
变厚度雷达罩电磁性能仿真三种方法的比较
王振锋,张娟,张磊,杜鹏飞,岳珠峰
(西北工业大学力学与土木建筑学院,映西西安710129)
摘要:对机栽雷达革援出一种分段交度的设计思想,实现变厚度机栽雷达罩的建模。分别采
用低的多层快多极子方法( MLFMM)、高频的物理光学法(PO)及高低频相结合的物理光学混
m合矩量法(PO/MoM),利用这三种方法对一个中等足寸机雷达天线罩在分段变厚度情况下进行
远场輻射方向图的计算,通过对三者所得结果的比较得出:PO/MoM混合方法在电大尺す雷达革
电磁性能仿真计算中所具有的优越性及机载雷达革分段变厚度方法的可操作性。
关键词:雷达軍;变厚度;电大尺寸;电磁仿真
中图分类号:TP391
文献标识码:;A
文章编号:1671-654X(2011)02-0025-03
Comparison of Three Electromagnetic Simulation Methods
of Variable Wall Thickness Radome
WANG Zhen-feng, ZHANG Juan, ZHANG Lei, DU Peng-fei, YUE Zhu-feng
( Department of Engineering Mechanics, Northestern Polytechnical University, Xi'an710129, China)
Abstract: Firstly, a method of piecewise variable wall thickness of airbome radome is proposed to realize
its modeling. Secondly, y using three algorithm, namely, Multilevel Fast Multipole Method( MLFMM) of
low frequency, Physical Optical of high fi
Id Physical Optics& the Method of Moments(PO/
MOM )respectively, we calculate the far field of a medium-size airborne radome with piecewise variable
thickness. After comparing the results, we find that the PO/MOM method have the superiority in electrical
large radomes electromagnetic simulation because its better accuracy and less memory consuming than the
other two methods, it also proved the feasibility of the design thought of piecewise variable thickness for
airborne radome.
Key words: radome; variable thickness; electrically large; electromagnetic simulation
问题普遍采用如几何光学法(GO)、物理光学法(PO)
引言
等高频计算方法,但其计算精度差,往往难以满足设计
要求,而后出现的矩量法(MoM)、有限元法(FEM)等
早期雷达罩一般采用等厚度设计,随着雷达天线
低频计算方法,虽然有足够高的计算精度,但却对内存
性能的不断提高,为了使在提高雷达天线精度方面所
作的努力不至白费,因而对雷达罩的设计也相应地提
需求大,非常耗时。分析高频方法的缺陷不难看出,它
出了更高的要求,雷达罩变厚度设计的思想由此应运
应运的计算精度之所以差是因为它所遊循的基本假设一一
而生。变厚度雷达罩是出于对电磁波在罩体内表面
局部平板近似,当罩壁曲率半径接近或小于波长时,遵
的入时角不同而提出的,主要是适配电磁波的入时角。这种近似的高频方法就将失效。由实践可知,这
本文提出一种分段变厚度的思想来实现对变厚度雷达种情况往往会发生在罩顶尖锐部分,由此不难想到,如
罩的电磁仿真,从而证实其可操作性。
果能同时应用低频与高频方法,在小曲率半径处采用
雷达罩的电磁性能仿真属于电大问题,以往此类计算精度高的低頻方法,大曲率半径处采用耗时短、内
收稿日期:2010-10-26
修订日期:2011-03-16
基金项目:国家自然科学基金項目资助(S075183):国家863计项目资助(200AO4ZA18):高等学校学科创新引智计划项目资助(BO7080)
作者简介:王振锋(1984-),男,陕西西安人,硕士研究生,主要研究方向为多学科设计优化。
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