[發明專利]一種構架式天線索網機電集成制作方法

有效

• 申請號: 201611134912.3
• 申請日: 2016-12-11
• 公開（公告）號: CN106785470B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 謝靚;張樹新;方棟;楊東武;楊癸庚
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q15/14
• 分類號: H01Q15/14;H01Q1/08;G06F30/23
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明公開了一種構架式天線索網機電集成制作方法，所述構架式天線索網機電集成制作方法基于粒子群算法，用索網結構的張立平衡條件及索段張力的上下限構成適應度函數；利用優化算法對具有幾何非線性特征的索網結構力學模型進行求解，尋找模塊索網邊界處的垂跨結構。本發明通過構造合適的適應度函數將約束問題轉化成了無約束問題，從而可以選擇PSO算法進行求解。本發明能夠設計天線的索網力學結構，保證索網的力學性能在許可范圍內，能極大程度降低反射面縫隙對天線電性能的影響。

技術領域

本發明屬于構架式天線技術領域，尤其涉及一種構架式天線索網機電集成制作方法。

背景技術

構架式可展開天線由多個空間單元組成，是一種網狀反射面天線；其獨特的模塊化設計理念既能有效實現天線結構的大口徑和高精度要求。構架式可展天線由上部的金屬索網和下部的背架構成。在天線整體組裝前期，分別對模塊進行設計和調試，而模塊索網邊界上的節點在索張力平衡條件下，須向里縮進從而形成垂跨結構形式。垂跨比的存在使得邊界處的索網三角形面片面積有所缺損，導致反射面上模塊間出現縫隙。縫隙的存在對天線電性能會產生影響，那么，如何解決縫隙帶來的問題，即設計各模塊的索網垂跨比，就成了構架式天線索網設計的關鍵。若垂跨比小，則會導致邊界索網單元的張力增加，反之，垂跨比大，反射面就會損失，進而影響天線的增益。

綜上所述，現有的構架式天線索網存在反射面上模塊間縫隙帶來的天線電性能較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種構架式天線索網機電集成制作方法，旨在解決現有的構架式天線索網存在反射面上模塊間縫隙帶來的天線電性能較低的問題。

本發明是這樣實現的，一種構架式天線索網機電集成制作方法，所述構架式天線索網機電集成制作方法基于粒子群算法，用索網結構的張立平衡條件及索段張力的上下限構成適應度函數；利用優化算法對具有幾何非線性特征的索網結構力學模型進行求解，尋找模塊索網邊界處的垂跨結構。

進一步，所述構架式天線索網機電集成制作方法包括以下步驟：

首先分析構架式天線的電性能，對天線增益進行數學描述；

其次進行索網結構的力學分析，設計索網中各索段的平衡張力；

然后通過分析建立構架式天線索網機電集成設計的優化數學模型；

最后基于張力平衡條件及索段張力上下限的適應度函數，提出基于粒子群優化算法的構架式天線索網機電集成設計方法。

進一步，通過構建索網結構的力平衡方程可求得索網部分的張力值T_NUME×1。

進一步，優化數學模型為：

Findρ＝[ρ₁，ρ₂，…，ρ_NUMM]^T

ρ_j∈[ρ_jl,ρ_ju],j＝1,…,NUMM

進一步，適應度函數為，

其中，f_max是群體中最差可行個體的適應度值；

進一步，反射面天線的方向系數為：

其中，表示饋源的輻射功率；

對反射面上每個面片進行積分計算得到各個單元的遠區輻射電場后，在遠場對所有面片進行疊加，得到整個天線的遠區輻射電場。

將D₁代入天線的增益公式：