基于阵面变形误差的有源相控阵天线电性能分析

有源相控阵天线（Active Phased Array Antenna,APAA）阵面安装产生随机误差,振动冲击、热功耗等引起阵面变形,二者产生的阵面结构变形误差会导致天线电性能的下降,已成为实现高性能APAA的难点之一。将阵面变形误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了天线阵元个数变化时,阵面变形误差对天线电性能的影响规律。     

基于最小二乘法的天线变形反射面的拟合

面天线变形反射面表达式的确立是计算其电性能的重要基础 ,提出的拟合方法就是用来精确确定变形反射面的数学方程的。其基本原理是通过分析天线结构 ,根据反射面节点位移 ,最小化整个曲面上采样型值点的轴向误差的均方根 ,从而求出用来确定变形抛物面几何位置的 6个参数 ,同时也就得到了基于最小二乘法的变形反射面方程。该拟合方法简单实用 ,易于程序实现 ,能够对天线机械结构设计人员提供了理论指导与帮助。     

基于结构误差的六边形相控阵天线电性能分析

相控阵天线(Phased Array Antenna,PAA)阵面加工、安装中产生的随机误差导致天线电性能的下降,严重制约高性能PAA的发展.通过考虑互耦参数,且将阵面存在的结构误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面六边形PAA阵面结构误差与天线电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了考虑互耦时结构误差与天线电性能的定量关系,以及天线阵元个数变化时,阵元安装精度和阵面平面度对天线电性能的影响规律,为工程设计人员帝定天线结构方案与制造公差提供了重要参考.     

一种天线阵面精度补偿优化方法

大型天线阵面在机械载荷和温度载荷的综合作用下产生的变形,可以导致其电性能波动甚至失效;实际应用中,常采用补偿结构修正该变形以保证其性能。文中给出了一种阵面精度补偿方法:阵面工作前利用调整机构使天线阵面产生预变形,从而使天线阵正常工作时变形引起的增益损失最小化。通过建立天线阵机电热耦合有限元模型,构建优化数学模型计算调整机构最优调整量,并使调整量公差最大化,达到了改善天线阵电性能、减轻加工安装难度、降低制造成本的目的。     

反射面天线机电场耦合关系式及其应用

针对反射面天线随机误差和系统误差的特点,通过对Ruze公式、最佳吻合和提出的机电场耦合关系式的分析比较,从理论上研究了三者的差别.即Ruze公式未考虑反射面的系统误差,从而导致对天线结构设计和制造精度要求往往过高,而最佳吻合虽考虑了系统误差,但未考虑随机误差.机电场耦合关系式则将两种误差同时考虑进去了,并将电性能表示为...     

利用频响函数对阻尼结构进行模型修正的方法

基于频响函数和模型缩聚技术提出了一个动力结构模型修正方法。与传统频响函数法相比,由于引入了阻尼刚度比,减少了修正参数,提高了计算效率。并且针对传统频响函数法测试维数过高的缺点,引入模型缩聚技术,降低了模型测量维数的要求。数值算例证明了本方法的有效性与可行性。本方法可以对有阻尼的模型进行修正,克服了模态修正法的缺点;利用模型缩聚减小了测试点的数目,引进单元阻尼刚度比。与传统的频响函数修正法相比,减少了修正未知数,提高计算效率,并且修正结果也较准确。     

分布式MEMS移相器桥高度与相移量的机电集成模型及应用

移相器是控制相控阵天线空间波束捷变的方向盘,其性能的优良决定着相控阵天线性能的高低。微机电系统(MEMS)移相器优势明显,但由于相控阵天线工作环境复杂,环境载荷会导致MEMS移相器结构变形,进而直接降低整个相控阵天线的性能。为此,该文研究MEMS移相器关键结构参数和电性能之间的耦合关系,将复杂环境要素对物理结构的影响传递到结构参数和电参数上,推导出分布式MEMS移相器的机电集成模型,并利用集成模型对变形MEMS移相器进行电性能快速评估和结构公差计算。仿真结果说明了集成模型的有效性和工程应用价值。     

大型空间桁架面天线的结构 —电磁耦合优化设计

 由于载荷变化及各种随机干扰,大型空间桁架面天线必须保持非常精确的形状.基于提高空间天线电磁性能以及降低作动器能耗的目的,结合大型空间桁架天线结构的特点,建立了以天线轴向增益和作动器能耗为目标函数,以结构强度、作动器变形和轴力为约束条件的多目标优化模型.数值试验结果表明,结构—电磁耦合优化设计模型只需较低的作动器能耗,就能明显提高天线电性能,很好地满足了天线结构与电磁设计要求.     

天线表面误差的精确计算方法及电性能分析

提出一种天线表面误差的计算方法,用来精确计算变形表面法向、径向及轴向误差,并推导了相应的计算公式.通过分析某工程7.3m圆抛物面天线在多种工况下的表面误差,及其与ANSYS软件计算结果的比较,证明了该方法的正确性,且计算结果仅为ANSYS软件分析结果的三分之一左右.实验结果说明此方法能够更准确地分析变形天线的表面误差及电性能.在工程中应用此方法分析大型空间天线与地面天线,可明显降低天线设计成本,缩短天线设计周期,并为电气设计人员提供准确的天线变形反射面信息.     

面天线结构机电综合优化设计

运用天线机电耦合理论，对面天线结构进行机电综合优化设计。建立了以天线增益为目标的结构多工况优化模型，基于可行方向法，编制了具有一定通用性和工程实用价值的优化程序。优化过程中采用可视化监控、暂停和变量冻结的技术。对在自重载荷作用下的16m口径圆抛物面天线结构进行了优化设计，结果表明该优化程序收敛快、稳定性好。