基于哈密頓體系辛算法喇叭天線口徑場的研究.pdf

1、喇叭天線是微波波段廣泛使用的一種口徑天線，對它進(jìn)行加脊還可以構(gòu)成超寬帶(UWB：UltraWide-Band)天線。超寬帶天線由于其所具有的諸多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在目標(biāo)識別成像、隱身與反隱身、遙測遙感、地下目標(biāo)探測以及短距離高速無線通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。此外，喇叭天線還是微波能應(yīng)用中的主力。傳統(tǒng)的分析喇叭天天線口徑場的方法中引入了各種近似和假設(shè)條件，影響分析的準(zhǔn)確性，因此必要發(fā)展新的分析方法。 本文從Hamilton體系應(yīng)用最為成熟

2、的力學(xué)問題入手，借助于單自由度彈簧-滑塊系統(tǒng)的振動問題，描述了Hamilton體系的形式和內(nèi)涵，引出求解Hamilton對偶方程組的辛算法。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)Hamilton對偶方程組。對口徑場進(jìn)行有限元離散，Hamilton綜合算子矩陣化簡為Hamilton矩陣，離散過程保持了體系的辛結(jié)構(gòu)。離散后變分方程化為有限元方程組，求解可得口徑場的電磁場值。通過一個算例說明了求解的具體過程，得出了數(shù)值解，其計(jì)算結(jié)果與近似解析解及電磁場仿真工具軟件

3、ANSYSEMAX的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的正確性和可行性，并進(jìn)行了誤差分析。 以矩形波導(dǎo)口為單元在x、y方向上周期排列組成矩形波導(dǎo)天線陣模型，根據(jù)內(nèi)外場在口徑上電磁場切向分量的連續(xù)性建立方程。由Hamilton算子矩陣離散后得到Hamilton矩陣，運(yùn)用共軛辛子空間迭代法找出主要的本征向量，展開本征向量表示口徑上實(shí)際的電磁場分布。分析過程考慮了陣列單元之間的互耦作用，把整個口徑面陣作為一個邊界值問題來考慮，