16、孔径阵列的并行计算机辅助工程分析

孔径阵列的并行计算机辅助工程分析

1. 基本理论与关键公式

在分析孔径阵列时，涉及到一些重要的理论和公式。积分核由矩形波导的TE和TM模式的线性组合构成，可视为余弦和正弦函数的傅里叶变换。需要进行的积分的一般形式为：
[
\int \left(\sin\left(\frac{n\pi x}{a_n}\right) + \cos\left(\frac{n\pi x}{a_n}\right)\right) e^{jk_x x + j\theta + j\phi} dx
]
其中，(n) 是模态索引，(a_n) 是第 (n) 个孔径的水平尺寸，(x_{cn}) 是第 (n) 个孔径中心相对于公共坐标系的 (x) 坐标。

根据 Ludwig 的定义，在远场近似下，通过求解上述积分并对电场分量沿径向进行适当投影，可以推导出共极化和交叉极化辐射方向图：
[
E_{copol} = E_{\theta}\sin\phi + E_{\phi}\cos\phi
]
[
E_{cross} = E_{\theta}\cos\phi - E_{\phi}\sin\phi
]

2. 孔径阵列CAE的四个主要构建块

孔径阵列计算机辅助工程（CAE）环境有四个主要构建块，分别为：
- 分析馈电系统（AFS） ：评估喇叭的散射矩阵。
- 分析互耦（AMC） ：评估孔径阵列的散射矩阵。
- 评估散射矩阵（ESM） ：评估外部物理或电气端口的散射矩阵