[發明專利]面向天線指向大型變形拋物面天線面板移動擬合調整方法

有效

• 申請號: 201610073905.0
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105718697B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 王從思;肖嵐;王艷;李素蘭;黃進;朱敏波;王璐;段玉虎;王志海;平麗浩;劉振宇;冷國俊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 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

1.一種面向天線指向大型變形拋物面天線面板移動擬合調整方法，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)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，轉至步驟(8)；

(4)根據天線變形拋物面的節點信息，確定變形拋物面與理想設計面的對應節點，虛擬移動面板；

(5)根據天線指向，計算反射面擬合均方根誤差最小的目標曲面；

步驟(5)按如下過程進行：

(5a)基于促動器虛擬移動目標點P_0i(x_0i',y_0i',z_0i')，確定變形拋物面虛擬移動后N個采樣節點的新位置P_v(x_i,y_i,z_i)；

(5b)根據天線工作指向，計算使反射面擬合均方根誤差最小的目標曲面方程的焦距f_g：

(5c)得到目標曲面的方程為：

(6)根據得到的目標曲面，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)由天線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線方向余弦(u_i,v_i,w_i)：

(6b)提取促動器支撐面板節點，由天線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：

(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：

(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

(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)根據得到的變形拋物面天線電性能，計算變形拋物面天線指向，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(4)，若滿足，則輸出促動器調整量，從而得到最優的面板移動擬合調整量。

2.根據權利要求1所述的一種面向天線指向大型變形拋物面天線面板移動擬合調整方法，其特征在于，步驟(3)，利用天線機電耦合模型，計算變形拋物面天線的遠區電場方向圖，從方向圖中可以確定天線指向電性能參數，機電耦合模型如下：

式中，(θ,φ)為遠區觀察方向，f₀(ξ,φ')為饋源方向圖，為反射面表面變形對口徑場相位的影響項，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，r₀為饋源到反射面一點的距離，k為波常數，A表示天線口徑面，ρ'、φ'為XOY平面內的極坐標。