基于FEKO的机载导航天线方向图分析

3.2方向图分析

所研究的L波段导航天线为采用了印刷结构形式的套筒天线，整个天线高96mm，宽70mm，在水平面具有全向性。用FEKO软件计算了将该天线放置在该飞机模型背部几何中心时，该天线在中频时水平面的远场方向图，如图2、图3、图4、图5所示。在图中，1表示天线带有限大地板时的方向图；2表示将天线放置在飞机上，飞机仅有机身时的方向图；3表示将天线放置在飞机上，飞机为机身带座舱时的方向图；4表示将天线放在飞机上，飞机为机身带座舱和垂尾时的方向图；5表示将天线放在完整的飞机模型上时的方向图。从图2中可以看出，由于机身的影响，天线在整个平面上的方向图增大2dB左右，在±20°和180°附近有一个小的突起，这是由于机身中间部位略细。从图3中可以看出，由于受机头部位座舱的影响，天线方向图在170°-190°之间产生了变形，向下凹陷了1dB左右。从图4可以看出，垂尾对天线在水平面的方向图有较大的影响，在±30°之间产生了严重的畸变。从图5可以看出，机翼对机载天线在水平面的方向图基本上没有影响。

综合以上分析，该导航天线的水平面方向图，除了受垂尾影响，在±30°之间有严重的畸变，其他方向基本保持不变。因此，要使该导航天线在飞机上获得较好的水平面方向图，必须要减小垂尾对天线方向图的影响。

图2 机身对水平面方向图的影响

图3 座舱对水平面方向图的影响

图4 垂尾对水平面方向图的影响

图5 机翼对水平面方向图的影响

3.3 计算量分析

电大尺寸问题的求解中，一个重要的问题就是计算量较大，计算时间较长，需要很多的内存。从3.2节的分析中可以看出，机翼对水平面方向图基本上没有什么影响，因此，在计算机载天线水平面方向图时，可以进一步简化模型，将机翼去掉，只保留垂尾，从而减少网格数，缩短计算时间，降低内存使用。以本文的飞机模型为例，在中频时去掉机翼后模型的网格数减少了差不多一半，计算时间缩短了约一半，所需内存也降低了一半，如表2所示。