[發明專利]一種基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法

有效

• 申請號: 201711376324.5
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108153954B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 王從思;李海華;應康;王偉;張潔;許謙;李鵬;張樹新;許萬業;李素蘭;段玉虎
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據反射面天線的結構參數、工作頻率及材料屬性，確定反射面天線結構方案及溫度傳感器布局方案；

(2)根據反射面天線的結構方案及其所在的地理位置、天氣狀況和工作姿態，在熱分析軟件中對不同工況下的反射面天線進行熱仿真分析，并將仿真結果整合成該反射面天線的溫度信息庫；

(3)根據溫度傳感器布局方案，將反射面天線的面板劃分為N個環域，并取N個環域中第i個環域i＝1；

(4)根據實驗現場的環境，確定反射面天線方位俯仰角以及太陽光線與反射面的夾角；

(5)確定第i個環域內溫度傳感器的數量n_i及位置；

(6)提取當前工況下第i個環域內溫度傳感器采集的實際數值；

(7)根據得到的溫度信息庫確定第i個環域的溫度場t_i；

(8)根據得到的反射面天線第i個環域的溫度場，計算當前工況下第i個環域的初始溫度場；

(9)根據得到的當前工況下第i個環域的初始溫度場，提取當前工況下第i個環域內溫度傳感器所在位置處的初始溫度值t′_ij；

(10)根據得到的當前工況下第i個環域內溫度傳感器采集的實際數值和當前工況下第i個環域內溫度傳感器所在位置的初始溫度值，計算天線第i個環域的類比系數；

步驟(10)按如下過程進行：

假設當前工況下的環境溫度為T₀℃，已知第i個環域內第j個傳感器采集的實際數值為t_ij℃，從初始溫度場t′_i中提取當前工況下第i個環域內溫度傳感器所在位置的初始溫度值為t′_ij，其中變量j滿足1≤j≤n_i；

根據天線結構熱類比特性，計算天線第i個環域的類比系數η_i：

式中，k為溫度傳感器的數量，滿足1≤k≤n_i；

(11)利用第i個環域的類比系數修正第i個環域的初始溫度場，從而重構反射面天線第i個環域的實際溫度場，判斷變量i是否大于或等于N，若不滿足，令i＝i+1，重復步驟(5)-(10)；若滿足，則整合N個環域的實際溫度場，從而重構出反射面天線的實際溫度場。

2.根據權利要求1所述的基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，步驟(1)中，所述反射面天線的結構參數包括反射面口徑、焦距及面板排布情況；所述反射面天線的材料屬性包括反射面面板材料的密度、導熱系數、比熱容、彈性模量和泊松比。

3.根據權利要求1所述的基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，步驟(2)中，建立溫度數據庫時天線的緯度為0°，即保證太陽從反射面天線正上方經過。

4.根據權利要求1所述的基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，步驟(3)中，根據溫度傳感器布局方案將反射面天線的面板劃分為N個環域，假設同一環面板上的溫度傳感器所在位置到圓心的距離相同，則沿著面板的徑向方向，距離最近的兩環面板上的傳感器所在位置到圓心的距離分別為R₁、R₂，取

則面板上以R₃為半徑的圓周即為相鄰兩環域的分界線。

5.根據權利要求1所述的基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，步驟(8)中，將第i個環域的溫度場t_i轉動后得到當前工況下第i個環域的初始溫度場t′_i：

式中，為溫度場t_i繞天線口徑面的中心軸線旋轉度時的轉動因子；T₀為前工況下的環境溫度。

6.根據權利要求1所述的基于結構熱類比的反射面天線溫度快速重構方法，其特征在于，步驟(11)利用第i個環域的類比系數η_i修正第i個環域的初始溫度場t′_i，從而重構天線第i個環域的實際溫度場T_i，

T_i＝η_i(t′_i-T₀)+T₀ (4)。