[發明專利]面向增益與指向大型變形拋物面天線面板吻合旋轉調整方法

有效

• 申請號: 201610073369.4
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105576385B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 王從思;肖嵐;杜敬利;王偉;保宏;王艷;連培園;段寶巖;黃進;王娜;唐寶富;王猛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q19/10
• 分類號: H01Q19/10;H01Q15/14;H01Q15/16
• 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

1.一種面向增益與指向大型變形拋物面天線面板吻合旋轉調整方法，其特征在于，包括如下過程：

(1)根據大型拋物面天線的結構參數、工作頻率及材料屬性，確定天線結構方案及促動器初始位置，在有限元力學分析軟件中建立理想情況下的天線結構有限元模型，并確定促動器支撐面板節點；

所述大型拋物面天線的結構參數包括反射面口徑和焦距；所述大型拋物面天線的材料屬性包括天線背架材料和反射面面板材料的密度、彈性模量；

(2)根據建立的理想情況下的天線結構有限元模型，在有限元力學分析軟件中對未變形拋物面天線結構有限元模型施加重力載荷，計算天線結構自重變形，并提取天線變形拋物面的節點信息；

(3)根據天線變形拋物面的節點信息，基于最小二乘原理，計算天線最佳吻合拋物面；

(4)根據天線最佳吻合拋物面，計算天線變形拋物面的均方根誤差，根據大型拋物面天線的性能要求，判斷天線增益是否滿足要求，若不滿足，進行步驟(5)，若滿足，進行步驟(8)；

(5)根據天線指向，反轉天線最佳吻合拋物面，確定最優工作性能下的目標曲面；

(6)確定天線變形拋物面與目標曲面的對應節點，計算促動器調整量；

步驟(6)按如下過程進行：

(6a)由理想設計面上促動器支撐面板的節點的法線方向余弦，得到天線變形拋物面上促動器支撐面板的節點的法向方向余弦(ui,vi,wi)：

u i = - x i c 2 f ( f + z i c ) , v i = - y i c 2 f ( f + z i c ) , w i = f f + z i c ; ]]>

(6b)提取促動器支撐面板節點，由理想設計面上促動器支撐面板的節點的法線方向余弦，得到經過天線變形拋物面上促動器支撐面板的節點的法線方程：

x - x d u = y - y d v = z - z d w ; ]]>

(6c)求解上述法線方程，得到過天線變形拋物面上促動器支撐面板的節點的法線方向直線與目標曲面交點的z坐標，以及天線變形拋物面上促動器支撐面板的節點對應目標曲面的法線方向的交點坐標；

(6d)確定調整系數即當目標曲面的法線方向的交點位于沿天線變形拋物面上促動器支撐面板的節點法線方向指向反射面內側時，則取1，當節點位于沿法線方向指向反射面外側時，則取-1；

(6e)計算變形拋物面上節點相對于目標曲面上節點的法向偏差：

ϵ i e = ( x d - x d ′ ) 2 + ( y d - y d ′ ) 2 + ( z d - z d ′ ) 2 ; ]]>

(6f)根據確定的調整系數和變形拋物面上節點相對于目標曲面上節點的法向偏差，計算促動器調整量

Δ i e = sgn P g i · ϵ i e ; ]]>

(7)根據促動器調整量，對應調整天線面板至新的位置，更新天線結構有限元模型，轉至步驟(2)；

(8)利用拋物面天線機電耦合模型，計算變形拋物面天線電性能，根據大型拋物面天線的性能要求，判斷天線指向是否滿足要求，若不滿足，進行步驟(5)，若滿足，則輸出促動器調整量，從而得到最優的面板吻合旋轉調整量。