摘要：环形桁架可展开天线的型面由一系列面片拼合而成,其电性能由这些面片的大小和形状决定.本文针对环形可展开天线型面周期性几何逼近误差导致天线远场方向图存在电平较高的栅瓣的问题,提出了通过破坏误差周期性来消除其对电性能影响的方法.首先,分析了型面几何逼近误差的周期性及其对天线电性能的影响;其次,提出两种消除型面几何逼近误差周期性的方法,一是在径向引入破坏因子,二是改变型面环向轮廓形状;最后,建立优化模型,求出同时满足用户电性能和结构要求的网面分环数和破坏因子.数值仿真表明本文提出的型面优化设计方法既能在保证天线增益的条件下消除栅瓣,又不导致天线结构过于复杂.

摘要：以带有大型环形可展开天线的航天器为研究对象,采用有限元法,对大型可展开天线进行了在轨进出阴影区的瞬态温度求解;并基于卫星-天线刚柔耦合动力学模型,将时变温度场等效为时变热载荷加载到天线上,对整星系统的热致耦合动力学响应进行了数值模拟。结果表明,天线进出阴影期间,自身温度梯度主要存在于迎光侧与背光侧之间,并基于此可估算出天线的热响应特征时间;时变热载荷会导致天线结构和卫星姿态发生明显的振动响应,天线结构振动响应主要集中在第一、二阶固有模态上,卫星则会发生低频姿态振荡运动;该方法可以合理地预测大型可展开天线系统的热致耦合动力学响应。

摘要：在同时存在随机误差和系统误差的情况下,提出了反射面天线平均功率方向图的计算方法.首先,分析面板加工误差以及框架安装误差,得出口径场随机相位误差的平均表达式.然后,考虑馈源的轴向偏焦问题,推导出系统误差存在时锥削照射相关函数的解析形式,进而得出了两种不同性质误差共同作用下的平均功率方向图.最后,以某65m口径天线为对象,研究了随机误差和系统误差对其电性能的影响,并给出了参考建议.

摘要：针对大型反射面天线设计机电分离的现状,基于电磁场与结构位移场的场耦合理论模型,建立以天线电性能为目标,结构拓扑形式为设计变量,同时满足自重、强度等约束条件的优化设计模型。详细讨论场耦合分析模型的分析方法,并指出将拓扑变量引入机电综合优化模型时带来的基结构规模过于庞大的问题。利用虚实单元的当前受力状态和潜在受力状态来判断杆件是否应加入到基结构中去,并以此降低了优化模型的求解规模,使得所提方法更加适宜在工程中应用。考虑到天线副面调整的对电性能的补偿效果,在优化模型中加入副面调整设计变量。提出求解策略和方法,进行大量的数值计算。进而应用于深空探测65 m口径反射面天线的工程设计中,取得了满意的结果。

摘要：介质夹层式天线罩在保护内部天线的同时,使得透过罩体后天线口径场的幅度和相位分布发生变化,其中相位分布的变化是引起天线远场方向图畸变的主要因素.文章从天线罩体综合设计的角度出发,提出一种反射面赋形设计方法,通过赋形反射面来改变天线口径场的相位分布,使其与天线罩引起的相位分布的趋势相反,以保证透过天线罩后的口径场仍为同相场.对某地面卫星通信站的9.14m口径天线罩进行了数值实验,结果表明:所提方法可有效改善带罩天线系统的电性能,对于方向图畸变导致的副瓣和零深变化其效果尤为显著.

摘要：针对目前部分相控阵雷达大型化的趋势,考虑对子阵支撑板实现动力补偿的前提下进行支撑点及加强筋的布局优化设计。按照设计要求在有限个可安装部位选择支撑点,并且同时考虑不同加强筋拓扑形式对整体结构的平面度贡献,在强度和质量约束下以最佳吻合平面精度为设计目标,构建数学模型。利用连续化阶梯函数将工程中的型材变量与连续变量映射,避免了直接采用离散变量求解,求解规模小。对某大型相控阵雷达进行案例验证,取得满意的结果,并且该方案将应用到工程实际中。

摘要：针对反射面天线多工况及太阳位置时变而导致温度场无规律分布问题,根据反射面天线轴对称的特性,将温度场描述为太阳光线与口径面夹角的函数,提出一种实时预估天线温度场的方法。建立天线热分析模型,在垂直口径面的某个平面内,计算太阳光线与口径面不同夹角时天线温度分布规律并建立温度数据表;根据当前工况查表获得相应温度分布并对其进行旋转变换,由实测数据对其进行修正,从而获得当前时刻天线温度场的估计值。以某7.3 m口径Ka波段轴对称反射面天线为工程案例,对仿真温度和实测温度分别进行预估,预估温度与仿真、实测温度均吻合较好。结果表明该方法简单、快速、有效,可用于轴对称反射面天线热变形的实时补偿,对天线结构设计亦有一定参考价值。

摘要：反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。

摘要：为提高反射面天线电性能,基于机电耦合理论,以增益和第一副瓣为综合控制目标,建立智能反射面天线形状最优控制模型。模型考虑结构强度和作动器性态约束,将作动电压作为被控变量,通过机电耦合模型将电性能表示为作动电压的函数。以某7.3m反射面天线为研究对象,同时考虑自重与温度载荷,分别应用所提方法与传统形状最优控制方法进行控制,其中温度载荷由77个温度传感器实测获取。结果表明,基于机电耦合理论的形状最优控制模型在改善天线的电性能方面更加有效。

摘要：针对构造最佳吻合抛物面需要事先准确获取反射面变形这一不足,提出一种从远场确定馈源调整量的方法.应用口径场法显式表达出远场对变形反射面最佳吻合参数的灵敏度,将远场和最佳吻合参数用超定线性方程组联系起来,通过测量远区电场,并基于奇异值分解法近似反推出主面变形信息,进而求出馈源调整量.此方法无需事先知道反射面变形信息,两组仿真案例也表明了该方法的正确性和对变形反射面天线补偿的有效性.