文档介绍：摘要本论文以反射面天线为研究对象,以有限单元分析方法原理和物理光学法为理论基础,针对现有反射面机电综合分析方法的不足,提出了一种基于异构系统集成的反射面天线的机电综合分析的新方法。首先,基于结构有限元理论,通过慕峁狗治龅玫接山诘阄灰泼枋龅奶煜弑湫魏蠓瓷涿娴耐衲P停黄浯危通过实现透咂档绱欧治鋈砑﨔南低臣桑ū湫畏瓷涿娴耐模型导入中;最后,使用物理光学法计算出变形反射面天线辐射场及其辐射方向图。本文通过算例验证了计算天线电性能的可行性和结果准确性;在分析研究虵墓δ芴氐愕幕∩希嘈戳耸屎辖饩霰疚奈侍獾氖菁成接口程序,完成了紽哪P褪堇嘈透袷降淖;唤饩隽烁靡构系统间网格模型的单元形状不匹配的问题,实现了这两种异构软件系统的集成。该技术是反射面天线的机电综合分析的关键技术。此外,本文还对大型天线机电协同设计系统的流程与功能界面进行了初步的设计。分别使用本文提出的方法和曲面拟合法对发生局部大变形的反射面天线进行射面天线机电综合分析方法,可以更真实地反映出天线反射面局部大变形对其电性能的影响。该方法为设计阶段的大型反射面天线电性能的准确预估分析提供了有效的手段,具有现实意义。关键词:反射面天线变形物理光学方向图数据接口了仿真,并给出了对比结果。仿真结果表明,本文提出的基于异构系统集成的反、
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“大型天线结构协同设计”。反射面天线被广泛应用于通信、雷达、导航、航空和航天等各个领域,其设计的最终目的是保证电性能指标。要实现这一目标离不开电磁设计与机械结构设计,因为两者是相互耦合的。天线的电性能缧实指标将直接依赖于反射面表面的精度,而表面精度又取决于背架的刚度、面板装配的准确与否、座架及伺服系统的性能及整个系统的测量精度等等。在自重、风荷、温度、冰雪以及冲击载荷作用下,天线表面精度将受到影响,这就导致电磁场边界条件发生变化,因而影响天线的电性能指标。对于大型反射面天线,其在制造与安装时,反射面往往不能与设计抛物面完全吻合,并且在各种载荷作用下,更容易发生变形,背架上各节点就会产生位移,这样反射面将不再是一个光滑的曲面。反射面实际形状与理论设计形状不一致,将使天线电性能变坏,例如增益下降和副瓣电平变高。为了可以在天线的设计阶段对天线机械结构性能对其电性能的影响进行合理的预估分析,就需要有对变形反射面天线进行机电综合分析的有效方法。反射面天线结构是典型的机电一体化结构,其机械性能与电性能相互影响,相互制约。这就决定了机电综合分析时,机械、电磁设计不可分离,必须考虑机械位移场和电磁场的耦合问题,为反射面天线的机电综合设计和分析提供有效的方法。机电综合的方法是近些年来发展的趋势。它是要得到一种表达天线结构位移等因数和天线电性能之间关系的公式,从而能够全面地描述出天线由于重力、温度等载荷引起的系统误差和加工、安装时所产生的随机误差与天线电性能之间的关系。国内外也有不少学者一直在研究这方面的问题。年,瓾提出了最佳吻合和保型设计‘】。它是针对双反射面天
随着我国在天线技术领域的发剧”,国内对天线反射面变形对天线电性能系统误差,总结出一些有价值的结构参数对电性能影响的规斜‘,用另外一个抛物面来逼近该变形的抛物面,再把副面焦点移到主面的新焦点上去吻合。该方法主要是从天线的结构设计角度考虑消除天线反射面变形的影响,满足其电性能的要求。许多学者从机电一体化的角度出发研究天线反射面变形与天线电性能关系。利用统计的分析方法提出了著名的公式【俊K俣ㄌ煜叻射面表面的误差是随机的且按正态分布;各误差点间的相关距离远大于波长而又远小于天线口面尺寸。于是就得到了天线效率随天线反射面表面精度的下降而下降的数学关系式。随着低副瓣电平、多波束多扫描天线的需求,甊妊д研究了随机误差对平均功率方向图和副瓣电平的影响薄俊;褂行矶嘌д咄ü邢单元法分析不同工况下的天线的变形,运用几何光学法计算了变形反射面天线的方向图,并利用这些研究来指导表面面板调整和反射面天线的机电综合优化【,但是这种方法仅对反射面的均方根误差在倍的波长内是有效的【有学者运用物理光学法对变形反射面天线的焦区的辐射场进行了计算【А也有一些学者做了关于反射面天线的系统误差对天线电性能影响的研究。有学者对反射面天线的系统误差进行了数学假设,分为周期性系统误差和非周期性确定性对称的系统误差对反射面天线的影响进行了研究,其研究只是描述了天线反射面有规律的变形对天线电性能的影响【M褂行矶嘌д咴诜瓷涿嫣煜在随机和系统载荷作用下发生变形对其电性能影响方面做了很多研究工作】。此外