[發明專利]一種靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法及系統

在審

• 申請號: 202111213960.2
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN114117837A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 谷永振;張慶港;趙海霞;史偉杰;張永濤;武路鵬;李向榮;李軍英
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/18
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 何畏

1.一種靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法，其特征在于，所述靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法包括以下步驟：

步驟一，給定靜電成形薄膜反射面天線幾何建模參數；

步驟二，建立包含索網支撐和薄膜電極面的索膜電極面結構；

步驟三，建立包含邊界拉索的薄膜反射面結構；

步驟四，建立可展開支撐桁架結構；

步驟五，完成靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模。

2.如權利要求1所述的靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法，其特征在于，步驟一中，所述給定靜電成形薄膜反射面天線幾何建模參數，包括：

(1)給定索膜電極面結構的幾何參數，包括前、后索網的口徑D_e，前索網面焦距f_fe，后索網面焦距f_re，環向索主分段數N_he，徑向索分段數N_re，前、后索網之間的最小距離d_e；

(2)給定包含邊界拉索的薄膜反射面結構的幾何參數，包括薄膜反射面口徑D_m，焦距f_m，薄膜面環向主分段數N_hm，徑向分段數N_rm，薄膜反射面中心點與電極面前索網中心點之間的距離為d_me；

(3)給定可展開支撐桁架結構的幾何參數，包括桁架的邊數N_b。

3.如權利要求1所述的靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法，其特征在于，步驟二中，所述建立包含索網支撐和薄膜電極面的索膜電極面結構，包括：

(1)生成前索網的中心點坐標(0，0，0)；

(2)生成前索網中徑向索上的節點在XY平面上的投影點坐標

(3)在每一環相鄰的徑向索上節點之間等距離生成節點，該節點在XY平面上的投影坐標為

(3)生成前索網與桁架相連的節點在XY平面上的投影坐標

(4)合并坐標重合的節點，得到前索網所有節點在XY平面上的投影坐標為(x_f，y_f)，則前索網節點在三維空間中的坐標為

(5)利用前索網所有的節點對稱生成后索網節點坐標為

(6)利用前索網節點生成三角形薄膜電極面單元拓撲連接關系，利用前、后索網節點生成前、后索網面索單元拓撲連接關系以及豎向索單元拓撲連接關系。

4.如權利要求1所述的靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法，其特征在于，步驟三中，所述建立包含邊界拉索的薄膜反射面結構，包括：

(1)生成薄膜反射面的中心點坐標(0，0，d_me)；

(2)生成薄膜反射面環向和徑向節點在XY平面投影坐標

(3)生成邊界拉索端點在XY平面投影坐標

(4)生成的薄膜反射面和邊界拉索上節點在XY平面上的投影坐標為(x_m，y_m)，則在三維空間中的坐標為

(5)利用薄膜反射面上的節點生成三角形薄膜單元拓撲連接關系，利用邊界拉索節點和薄膜反射面邊界點生成邊界拉索單元拓撲連接關系。

5.如權利要求1所述的靜電成形薄膜反射面天線整體有限元建模方法，其特征在于，步驟四中，所述建立可展開支撐桁架結構，包括：

(1)利用前、后索網上下對稱的邊界點生成豎向梁單元拓撲連接關系；

(2)利用前、后索網各自的邊界點生成橫向梁單元拓撲連接關系；

(3)利用前、后索網的邊界點生成斜向梁單元拓撲連接關系；

(4)利用薄膜反射面拉索端點節點與前索網上下對稱的邊界點生成薄膜反射面支撐梁單元拓撲連接關系。