Effiziente und zuverlässige Ordnungsreduktionsverfahren zur breitbandigen Berechnung der Richtcharakteristik von Finite-Elemente-Modellen phasengesteuerter Gruppenantennen

Abstract

In vielen Anwendungsbereichen, wie der Kommunikations- und Radartechnik, sind phasengesteuerte Gruppenantennen für breite Frequenzbänder und unterschiedliche Steuerungs- und Beobachtungswinkel zu analysieren. Werden hierfür numerische Diskretisierungsverfahren wie die Methode der finiten Elemente (FE) eingesetzt, führt dies im Allgemeinen zu hohem Rechenaufwand. Methoden der Modellordnungsreduktion (MOR) bieten eine attraktive Möglichkeit, diesen Aufwand erheblich zu reduzieren. Die vorliegende Arbeit entwickelt effiziente und zuverlässige MOR-Verfahren zur breitbandigen Berechnung der Richtcharakteristik für FE-Modelle phasengesteuerter Gruppenantennen. Numerische Beispiele belegen die Effizienz und Genauigkeit der vorgeschlagenen Verfahren.

In many areas of application, such as communication and radar technology, phased antenna arrays are to be analyzed for broad frequency bands and different steering and look angles. When numerical discretization methods such as the finite element (FE) method are applied for this purpose, this generally leads to high computational effort. Methods of model order reduction (MOR) provide an attractive possibility to significantly reduce these costs. The present work develops efficient and reliable MOR methods for the broadband computation of radiation patterns for FE models of phased antenna arrays. Numerical examples confirm the efficiency and accuracy of the suggested methods.