中國艦船研究設計中心左宇獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國艦船研究設計中心申請的專利一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119165255B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411129992.8,技術領域涉及:G01R29/10;該發明授權一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法是由左宇;李勇志;任平;倪超;吳雨設計研發完成,并于2024-08-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法,包括以下步驟:1對陣列天線的天線單元,構建單元特性表征矩陣;2根據單元特性表征矩陣,構建陣列天線的陣列配置描述矩陣;3設置陣列頻率、輻射功率、輻射效率參數;4將源極化矢量從單元局部坐標系投影到陣列全局坐標系;5根據場觀察點位置,計算源極化矢量在場點的投影;6對源極化矢量在場點的投影進行分解,計算水平極化系數和垂直極化系數;7計算場點處的水平極化場、垂直極化場、總場。本發明通過采用基于極化矢量合成的輻射場解析計算模型,相比全波方法,陣列天線輻射近場預測計算效率更高。
本發明授權一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于極化矢量合成的陣列天線輻射近場預測方法,其特征在于,包括以下步驟: 1對陣列天線的天線單元,構建單元特性表征矩陣;具體如下: 對天線單元n,構建一個3*5的矩陣An,其結構為 其中,是空間旋轉矩陣,用于表征單元在單元局部坐標系下的朝向信息; 是天線單元的位置坐標,根據幾何布陣方式計算得到; Amp是陣元的激勵幅度,Pha是陣元的相位;Elt是方向圖的類型索引; 2根據單元特性表征矩陣,構建陣列天線的陣列配置描述矩陣; 3設置陣列頻率、輻射功率、輻射效率參數; 4將源極化矢量從單元局部坐標系投影到陣列全局坐標系; 5根據場觀察點位置,計算源極化矢量在場點的投影;其中,場觀察點的球坐標位置為 6對源極化矢量在場點的投影進行分解,計算水平極化系數和垂直極化系數; 對于線極化天線單元,假設電場極化矢量沿x軸,則水平極化分量對應源極化矢量在場點的投影矢量uf的y分量,垂直極化分量對應源極化矢量在場點的投影矢量uf的z分量; 其中,VPc和HPc分別為水平、垂直極化系數; 7根據投影分解結果,計算場點處的水平極化場、垂直極化場、總場;過程如下: 7.1計算場點在單元天線n處局部坐標系的投影為 其中,為場點在單元天線n處局部坐標系的投影的笛卡爾坐標;inv為矩陣求逆運算; 將笛卡爾坐標轉換為球坐標其中, 7.2根據單元方向圖數據,確定對應的功率方向圖增益值g,根據功率方向圖增益值計算場點處單元n的方向圖加權因子,表示為: eleAmp=10^g20 eleAmp即為單元n的方向圖加權因子; 7.3天線單元n在場點產生的垂直、水平極化場分別為 其中,Evpn和Ehpn為垂直極化場和水平極化場;Amp為單元的激勵幅度,eleAmp為方向圖加權因子;|VP|和|HP|分別為垂直、水平極化系數的絕對值;PhaVPt和PhaHPt為垂直場、水平場的相位,如下式表示: 其中,k是波數,k*rloc是空間路徑傳播帶來的相位,Pha為單元激勵相位;PhaVP和PhaHP為表征垂直極化、水平極化正負方向的修正相位;表示如下: 上述為單元n產生的場;VP和HP分別為垂直、水平極化系數; 7.4對于一個K個陣元的陣列天線,極化場為 總場為: 其中,Evp為陣列天線的垂直極化場,Ehp為陣列天線的水平極化場。
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