HFSS结合UTD计算机载天线方向图
4 计算结果
将HFSS计算得出的天线近区矢量场分量作为起点，用UTD程序计算该近区场在通过机身的遮挡、反射、绕射以后的远区效应。
此时，只要寻出平板、圆柱和圆锥间的反射、绕射射线，就可以计算出天线经过飞机机身的反射、绕射后的方向图。然而，由于遮挡等其他因素，有些区域在经过以上几个模块的计算以后仍然没有场值，此时应该再加入像平板－圆柱、圆柱－平板以及圆柱－圆柱等二阶的反射、绕射以及直射场。经过这样一些运算，就会得到经过整架飞机的反射、绕射、遮挡以后的场值，最终得到天线安装在飞机上时的受扰方向图。立体方向图如图6所示。
(a) 和波束
(b) 差波束
图6 受扰后阵列天线立体方向图
图7～9为二维方向图，图中直线是阵列天线未受扰的方向图，点划线是受扰后的方向图。图7是和波束俯仰面方向图，相控阵天线位于飞机机身上方，由于机身的遮挡，在机身下方的场值明显变小。而由于天线安装位置，载机平台对天线方位面方向图的影响较小，如图8所示。图9是差波束方位面方向图，零深达到了40dB，仍然能够正常工作。
图7 和波束俯仰面方向图
图8 和波束方位面方向图
图9 差波束方位面方向图
5 结论
在分析像相控阵天线这样比较复杂的天线的过程中，用ANSOFT HFSS软件是比较方便的。然而由于有限元方法计算的局限性，ANSOFT HFSS又无法完全将机载天线与整架飞机在一起仿真计算其方向图。对于计算飞机这样的电大尺寸的问题，UTD方法概念清晰，简单易算，是一种比较好的选择，因此，可以将两种方法结合使用，以计算机载相控阵天线的方向图。从上面的例子可以看出，计算结果比较令人满意，同时也证明了该方法的有效性，为工程应用提供了极有价值的参考依据。
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