波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法及设备

1.一种波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，包括：获取所述波导缝隙阵列天线的结构参数和电磁参数；确定所述波导缝隙阵列天线的每个缝隙的理想电压激励，基于所述理想电压激励并结合所述结构参数和所述电磁参数，计算得到理想形式方向图；根据预设热工况和模型材料参数，进行有限元热固耦合仿真计算，得到阵面温度分布与热变形网格模型；基于预设三维建模应用对所述热变形网格模型进行实体重构，得到重构实体；将所述重构实体作为电磁边界导入预设电磁场仿真软件，提取所述电磁边界下缝隙电压的响应特性矩阵；基于预设偏移提取公式在所述热变形网格模型中提取热变形形成的结构性误差值，得到结构误差；在所述阵面温度分布中提取所述波导缝隙阵列天线的各端口T\R组件安装位置的温度，获得平均温度；将所述平均温度代入至预设T\R组件温漂测试拟合公式，计算得到各端口激励幅相的温漂误差；将所述响应特性矩阵、所述结构误差、所述温漂误差代入预设机电热耦合模型进行电性能分析，得到电性能耦合分析结果；所述预设机电热耦合模型基于所述波导缝隙阵列天线的温度场-结构场-电磁场之间的耦合机理构建得到；将所述理想形式方向图和所述电性能耦合分析结果带入预设最小二乘补偿模型，计算得到所述预设热工况下波导缝隙阵列天线的补偿激励；基于所述补偿激励对所述波导缝隙阵列天线的激励电流进行补偿。 2.根据权利要求1所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述结构参数包括：波导缝隙阵列天线中缝隙的设计长l n 、波导缝隙阵列天线中缝隙的设计宽w n 、波导缝隙阵列天线中缝隙相对坐标原点的中心位置矢量r n ；所述电磁参数包括：波导缝隙阵列天线的中心工作频率f、波导缝隙阵列天线的天线工作波长λ；所述确定所述波导缝隙阵列天线的每个缝隙的理想电压激励，基于所述理想电压激励并结合所述结构参数和所述电磁参数，计算得到理想形式方向图，包括：根据天线激励加权算法，确定理想状态下所述波导缝隙阵列天线的第n个缝隙的理想电压激励对应的幅相分布V 0n ；基于所述幅相分布V 0n 、所述结构参数和所述电磁参数，利用如下公式计算所述理想形式方向图 其中， 表示目标方向的方位角，θ表示目标方向的俯仰角，n表示波导缝隙阵列天线的第n个缝隙，N表示波导缝隙阵列天线的波导端口总数， 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙的阵元方向图，e表示自然对数的底数，j表示虚数单位，k表示自由空间波数， r n 表示波导缝隙阵列天线第n个缝隙中心相对于阵面坐标原点的位置矢量，r 0 表示目标所在角度 的单位向量， 表示中间变量，a θ 表示极坐标下波导缝隙阵列天线中缝隙的俯仰方向单位矢量， 表示极坐标下波导缝隙阵列天线中缝隙的方位方向单位矢量。 3.根据权利要求1所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述基于预设三维建模应用对所述热变形网格模型进行实体重构，得到重构实体，包括：通过三维建模应用Spaceclaim对stl格式的所述热变形网格模型进行实体重构，得到sat格式的天线热变形实体模型；将所述sat格式的天线热变形实体模型作为所述重构实体。 4.根据权利要求2所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述将所述重构实体作为电磁边界导入预设电磁场仿真软件，提取所述电磁边界下缝隙电压的响应特性矩阵，包括：S201、根据波导缝隙阵列天线中缝隙相对坐标原点的中心位置矢量、电场提取的预设离散点数q以及波导缝隙阵列天线中缝隙的设计宽，计算波导缝隙阵列天线中N*M个缝隙中心线上点位的离散坐标；其中，F n 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙中心线上点位的离散坐标，x n 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙相对坐标原点在x轴方向的中心位置矢量，y n 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙相对坐标原点在y轴方向的中心位置矢量，z n 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙相对坐标原点在z轴方向的中心位置矢量；S202、通过HFSS场计算器，导出所述缝隙中心线上点位的离散坐标F的电场强度，对所述电场强度沿对应缝隙的中心线进行路径积分处理，得到阵面上缝隙电压相对于波导端口1的有源响应；所述端口1的有源响应记作Z 1,1 ～Z N*M,1 ；N表示波导缝隙阵列天线的波导端口总数，M表示波导缝隙阵列天线中每个波导端口对应的缝隙总数；N*M表示波导缝隙阵列天线的缝隙总数；n的取值范围为1到N*M之间的整数；S203、按照S202重复对每个波导端口进行单独馈电处理，得到所述电磁边界下缝隙电压的响应特性矩阵；所述电磁边界下缝隙电压的响应特性矩阵为阵面缝隙中心的电压相对于波导端口的响应特性矩阵Z；其中， Z n,m 表示响应特性矩阵Z中第n行第m列的值，E n,m 表示在波导端口m激励下缝隙n中心线上的电场数值， 表示沿缝隙n的中心线c n 进行路径积分。 5.根据权利要求1所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述结构误差包括：热变形后缝隙的长l′，热变形后缝隙的宽w′；l′＝l+Δl；w′＝w+Δw；l表示缝隙的设计长，w表示缝隙的设计宽，Δl表示热变形形成的长变形量，Δw表示热变形形成的宽形量；第n个缝隙的结构误差表示为：Δr n,1 ＝(Δx n,1 ,Δy n,1 ,Δz n,1 )；Δr n,2 ＝(Δx n,2 ,Δy n,2 ,Δz n,2 )；Δl n ＝Δy n,1 +Δy n,2 ；Δw n ＝Δx n,1 +Δx n,2 ；其中，Δr n 表示第n个缝隙中心位置的位移向量，Δr n,1 表示第n组缝隙对角点中第一对角点的位移，Δr n,2 表示第n组缝隙对角点中第二对角点的位移，Δx n,1 ,Δy n,1 ,Δz n,1 分别表示缝隙n第一对角点在x轴、y轴以及z轴方向的位移，Δx n,2 ,Δy n,2 ,Δz n,2 分别表示缝隙n第二对角点在x轴、y轴以及z轴方向的位移。 6.根据权利要求1所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述在所述阵面温度分布中提取所述波导缝隙阵列天线的各端口T\R组件安装位置的温度，获得平均温度，包括：在所述阵面温度分布中提取每个T\R组件所在位置的温度分布；计算每个T\R组件所在位置的温度分布的均值，将所述温度分布的均值作为每个T\R组件安装位置的平均温度。 7.根据权利要求1所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述预设T\R组件温漂测试拟合公式表示为：其中，ΔR表示温漂误差，T n 表示第n个波导端口的T\R组件安装位置的平均温度，ΔA n (T n )表示T n 下第n个波导端口的幅度温漂误差， 表示T n 下第n个波导端口的相位温漂误差，j表示虚数单位。 8.根据权利要求2所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述预设机电热耦合模型表示为：其中， 表示电性能耦合分析结果，V n ′表示缝隙电压激励矩阵V′中的第n个元素， 表示波导缝隙阵列天线中第n个缝隙热变形后的阵元方向图，l n ′表示第n个缝隙热变形后缝隙的长，w n ′表示第n个缝隙热变形后缝隙的宽，Δr n 表示第n个缝隙中心位置的位移向量；V′＝Z(P.*ΔR)；P＝[P 1 ,P 2 …P N ] T ；P表示波导缝隙阵列天线的激励输入矩阵，.*表示矩阵点乘，ΔR表示温漂误差，P N 表示第N个波导端口的复数激励，所述复数激励包含第N个波导端口激励的幅度和相位信息，T表示矩阵的转置。 9.根据权利要求8所述的波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法，其特征在于，所述预设最小二乘补偿模型表示为：P c ＝[(WU c Z) T (WU c Z)] -1 (WU c Z) T WU 0 V 0 ./ΔR；P c 表示端口补偿激励，V 0 表示符合理想阵面口面分布的缝隙电压激励，U 0 表示第一矩阵，所述第一矩阵包含理想阵元方向图与空间相位，U c 表示第二矩阵，所述第二矩阵包含变形的缝隙阵元方向图与带位置误差的空间相位项，ΔR表示温漂误差，Z表示响应特性矩阵，W表示离散角度下方向图逼近的权值矩阵；./表示点除处理；W＝diag[W 1 ,W 2 ,…W q ]；φ n ′ ,m ＝k(r m +Δr m )·r 0n ；P c ＝[P c1 ,P c2 …P cN ] T ；φ n,m ＝k(r m ·r 0n )；其中，q为角度离散的总数，diag[W 1 ,W 2 ,…W q ]表示以W 1 ,W 2 ,…W q 为对角元素的对角矩阵，W q 表示第q个离散角度下的逼近权值， 表示热变形后的第N*M个缝隙在角度 下的阵元方向图，φ′ n,m 表示考虑缝隙m的位移向量Δr m 下在第n个离散角度位置上的空间相位，r m 表示波导缝隙阵列天线第m个缝隙中心相对于阵面坐标原点的位置矢量，Δr m 表示第m个缝隙中心位置的位移向量，r 0n 表示第n个离散角度 的方向矢量，P cN 为P c 中第N个元素，表示第N个波导端口的补偿激励数值， 表示第N*M个缝隙在第n个离散角度 下的理想阵元方向图，φ n,m 表示缝隙m在第n个离散角度位置上的空间相位，l N·M ，w N·M 对应表示第N*M个缝隙的设计长、宽；l′ N·M ，w′ N·M 对应表示第N*M个缝隙热变形后的长、宽。 10.一种波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-9任一项所述波导缝隙阵列天线电性能耦合补偿方法的步骤。