[發(fā)明專利]基于機電耦合模型的偏置反射面天線電性能預測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210266151.2
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102788920A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 王從思;徐慧娟;李兆;段寶巖;康明魁;王偉;黃進;保宏
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.基于機電耦合模型的偏置反射面天線電性能預測方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

（1）根據(jù)偏置反射面天線的結構參數(shù)以及材料屬性，在I-DEAS中構建其有限元模型；

（2）根據(jù)天線的位置朝向以及太陽的熱輻射分布，在I-DEAS中分析得到偏置反射面天線的有限元模型各個節(jié)點的溫度分布；

（3）將偏置反射面天線的有限元模型文件讀入Ansys文件中；

（4）給定偏置反射面天線有限元模型約束條件，基于各節(jié)點的溫度分布，計算在不同溫度載荷情況下的偏置反射面天線有限元模型產(chǎn)生的變形，并提取偏置反射面天線有限元模型各個節(jié)點的誤差；

（5）根據(jù)偏置反射面天線有限元模型各個節(jié)點的誤差，計算出偏置反射面天線在不同溫度載荷情況下的反射面誤差和饋源誤差對天線口徑場幅度相位的影響項，進而利用機電耦合模型，計算偏置反射面天線的電性能；

（6）根據(jù)偏置反射面天線的電性能指標要求，判斷計算出的偏置反射面天線電性能是否滿足要求，如果滿足要求，則偏置反射面天線結構設計合格；否則，修改偏置反射面天線的結構參數(shù)，并重復步驟（1）到步驟（5），直至滿足要求。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于機電耦合模型的偏置反射面天線電性能預測方法，其特征在于，所述步驟（1）中偏置反射面天線的結構參數(shù)包括天線口徑D、焦距f、偏置高度H、母拋物面口徑D_p和焦徑比F/D_p；偏置反射面天線的材料屬性包括密度、熱傳導率、比熱、泊松比、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、吸收率和發(fā)射率。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于機電耦合模型的偏置反射面天線電性能預測方法，其特征在于，所述步驟（4）中反射面天線有限元模型各個節(jié)點的誤差，包括反射面節(jié)點軸向誤差△z、饋源位置誤差d(δ(β))和饋源指向誤差(△ξ(δ(β)),△φ′(δ(β)))。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于機電耦合模型的偏置反射面天線電性能預測方法，其特征在于，所述步驟（5）中計算出偏置反射面天線在不同溫度載荷情況下的反射面誤差，按如下過程進行：

（5a）在x₀y₀z₀坐標系下，當偏置反射面天線存在反射面節(jié)點軸向誤差△z時，偏置反射面天線的波程差為：

Δ~=Δz(1+cosξ)=2Δzcos2(ξ/2)]]>

式中，r₀,ξ，φ′為x₀y₀z₀坐標系相應的球坐標分量；

（5b）根據(jù)步驟（5a）中得到的偏置反射面天線的波程差得出偏置反射面天線的相位誤差為：

式中，k為波常數(shù)，λ為工作波長；

（5c）偏置反射面天線的軸向誤差△z包括隨機軸向誤差△z_γ(γ)和系統(tǒng)軸向誤差△z_s(δ(β))，由此導出：

△z=△z_γ(γ)+△z_s(δ(β))

式中，γ為制造、裝配過程中產(chǎn)生的隨機誤差；δ(β)為天線結構位移；β為天線結構設計變量，包括結構尺寸、形狀、拓撲和類型參數(shù)；

（5d）將步驟（5c）偏置反射面天線的軸向誤差△z代入步驟（5b）偏置反射面天線的相位誤差中，得到偏置反射面天線的相位誤差

式中，是反射面隨機誤差對口徑場相位的影響項，是反射面系統(tǒng)誤差對口徑場相位的影響項。