星载波导裂缝天线的动态响应特性研究

动态响应分析是星载结构力学响应分析的重要组成部分。以星载波导裂缝天线为研究对象,采用通用大型有限元分析软件ABAQUS,建立了天线的力学仿真模型,进行了模态分析,得到了结构的固有频率及振型。采用LMS Test.Lab软件进行了模态试验,实测天线结构的固有频率和振型,并与有限元仿真结果进行了比较,验证了计算模型的准确性。基于模态仿真与试验结果,对天线结构进行了随机振动分析,得到了相应的结构强度、刚度响应和安全裕度数据。结果表明,力学仿真模型准确,该天线的结构设计满足星载环境设计要求。该仿真分析及模态测试对天线的结构设计有着重要的意义。     

某星载电子设备的力学仿真分析

星载电子设备面临着各种严酷的力学环境,具有极高的可靠性要求。文中为了节省环试成本,缩短研发周期,采用ANSYS建立了某星载电子设备的力学仿真模型;为了验证模型的准确性,进行了该电子设备的模态仿真及实测,经过比较发现两者数据非常接近;基于建立的仿真模型,分析了该电子设备在加速度过载、冲击、正弦振动及随机振动等各种工况下的结构响应和受力情况,得到了相应的位移和应力云图。结果表明该电子设备的结构设计满足星载环境要求。文中针对该电子设备的结构仿真及测试对于理解其力学特性具有重要的意义。     

某星载雷达电子设备的刚强度有限元分析

星载电子设备是卫星雷达的重要部件,其结构刚度与强度直接关系到卫星雷达的性能。为保证某星载电子设备在严酷的力学环境下不失效及不被破坏,文中采用通用大型有限元分析软件ABAQUS建立其力学仿真模型,进行了模态分析和加速度过载、正弦振动及随机振动等工况下的力学分析,得到了结构的固有频率和振型以及各工况下相应的结构强度、刚度响应和安全裕度数据。结果表明,该电子设备的结构设计满足星载环境设计要求。该仿真分析对星载电子设备的结构设计有着重要的意义。     

某GNSS-R测高仪定位天线结构设计与分析

为了解决现有高精度测量型全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）接收天线无法满足毫米级的定位测量精度和高的数据反演精度问题,文中设计了一种新型全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite System Reflected Signal, GNSS-R）测高仪定位天线,从静力学强度、动力学强度和动力学动刚度等方面对天线结构进行了力学仿真,并对天线基频及安全裕度进行了计算。仿真分析结果表明该天线满足抗力学环境设计要求。该定位天线结构简单、连接可靠、外形尺寸小,并有良好的空间环境适应性,对类似星载定位天线的结构设计具有指导意义。     

有源相控阵天线结构仿真分析

针对当前有源相控阵天线设计过程中亟需进行合理的结构力学仿真,以确保天线的环境适应性要求、精度以及刚强度性能的问题,分别对天线结构力学仿真、有限元模型修正和结构优化分析过程进行了分析。结合舰载、机载、车载、星载等不同雷达天线结构的特点,阐述了未来雷达天线结构力学仿真的重点在于强冲击、振动疲劳、动态载荷等作用下的天线刚强度分析,以及天线系统功能一体化优化设计;利用两个工程设计案例,讨论了有限元模型修正以及结构尺寸优化在有源相控阵天线结构设计中的应用效果。研究结果表明:对有限元模型进行适当的修正,可显著提高相控阵天线力学仿真的精度;通过对天线结构进行尺寸优化,能够在确保天线力学性能的前提下实现轻量化。     

某星载天线结构设计与分析

天线作为一种能接收和发射电磁波的装置,其性能在很大程度上影响着航天任务的执行效果。文中根据航天器的任务需求以及火箭发射主动段复杂的力学环境、在轨情况下的热真空环境等空间环境条件,设计了一种星载螺旋天线,并分别从结构静强度、动强度和动刚度等方面进行了力学仿真,对基频和安全裕度进行了计算。仿真结果表明产品满足抗力学环境设计要求,且试验件通过了随机振动及热真空环境试验的考核。该天线结构形式简单、可靠,便于制造,有良好的空间环境适应性,尤其是对空间极端的高低温热环境有良好的适应性,对类似星载螺旋天线的结构设计具有指导意义。     

一种偶极子天线结构强度仿真及优化设计

为了解决双极化偶极子天线结构的振动安全性问题,文中采用力学仿真和试验的方法对其进行了研究。首先,根据电气数模以及项目的要求对天线进行详细结构设计,在满足电气指标、质量、质心和外形尺寸等要求的情况下对天线结构进行强度仿真,结果显示馈电片及其与内导体焊接处的强度存在风险,有断裂的可能;然后,对模型进行结构优化设计,同时进行力学仿真分析,校核天线的结构强度,使其满足振动条件的要求;最后,通过振动试验验证这种强度仿真及优化设计的可行性。文中的研究思路和方法可为该类偶极子天线的结构设计提供参考。     

某星载反射面天线结构设计

反射面天线结构是天线电气性能实现的载体和保障。文中详细阐述了某星载反射面天线的结构设计要点,重点论述了碳纤维复合材料反射面的具体结构形式和反射面及背筋的详细结构设计。建立了天线的有限元模型,进行了模态分析、正弦振动仿真分析、热变形分析。仿真分析和振动试验结果表明：该天线有足够的刚强度,满足设计要求。研究结果可以为星载反射面天线结构设计提供工程参考。     

某复合材料星载天线反射面抗力学环境设计与验证

针对某复合材料星载天线反射面,开展抗力学环境适应性设计、仿真分析与试验验证工作。依据天线反射面的功能需求,对天线反射面的结构形式、复合材料铺层等进行了详细的设计。分别从有限元仿真分析和振动环境试验两个方面对该天线阵面的抗力学环境适应性要求进行了验证,验证结果显示该天线反射面各项指标均达到了设计要求,并且顺利通过了鉴定级振动试验。仿真分析和试验吻合良好,天线结构设计合理。     

机载轻质天线阵面的结构设计与仿真分析

设计了某机载轻质高频天线阵面的结构,采用平面印刷偶极子天线单元和紧耦合布阵技术,实现阵面的小型化和轻型化;天线承力骨架采用立体框架形式,使用玻璃纤维蒙皮加泡沫夹心结构的复合材料,实现结构的轻质与抗力学环境设计要求。通过力学有限元仿真分析,验证了天线结构的刚强度满足设计要求。     

某车载雷达天线骨架结构的有限元分析

为满足现代雷达研发周期短、成本要求低等特点,需在结构设计阶段对天线结构进行必要的有限元仿真计算,以验证结构设计是否符合使用要求。文中针对某车载雷达天线骨架的结构形式和使用环境,利用ANSYS软件建立了天线骨架的有限元模型,进行了静力分析和模态分析,得到了天线骨架结构在工作工况和生存工况下的应力云图和变形云图以及结构的前四阶固有频率和振型。计算结果表明,该天线骨架的整体结构性能较好,在各种工况下均能满足刚强度的设计要求。     

层合壳反射面星载天线大范围指向行为特性分析

为了研究柔性反射面几何非线性和耦合效应对大范围运动星载天线的精确动力学行为,以多层层合间结构特性的反射面为研究对象,采用三节点壳单元结构对反射面变形位移进行精确描述,并考虑天线大范围运动和反射面厚度方向变形、横向、侧向弯曲变形以及扭转变形的耦合作用,利用Lagrange方法推导大范围运动星载天线的精确非线性动力学模型,所建立模型包含层合间的结构特性与非线性耦合项。针对线性模型和非线性模型,分别对星载天线系统进行仿真对比分析,结果表明,线性模型过早忽略几何非线性和耦合变形作用,随着转动角速度增大,动力学特性将产生差异,而非线性模型适合于大范围柔性反射面天线指向过程,可精确地预测星载天线的指向精度。结论对星载天线指向精度的分析与控制具有重要的理论价值及工程实际意义。     

某星载双反射抛物面天线轻量化设计

为了解决某星载双反射抛物面天线超重的问题,文中采用力学仿真和试验的方法对其进行了研究。首先,采用铝合金材料对天线进行结构设计,并计算整个天线的重量,结果显示不满足项目重量指标要求;然后,基于碳纤维复合材料的特性,对模型进行结构优化设计,使重量指标满足项目要求,同时进行力学仿真分析,校核天线的结构强度;最后,通过振动试验验证了这种轻量化设计的可行性。文中的研究思路和方法为星载双反射抛物面天线的轻量化设计提供了参考。     

某机载雷达天线框架结构的有限元分析

天线框架是天线的安装平台和精度基准,其结构刚度与强度直接关系到机载雷达的性能。文中以某机载雷达天线框架结构为研究对象,建立了完整的有限元仿真模型,进行了模态分析,给出了结构的前6 阶固有频率及振型,完成了该结构在加速度过载下的准静态分析及随机振动的响应分析,得到了相应的变形和应力值,并计算了相应的安全裕度。结果表明,该机载雷达天线框架具有较高的基频和较好的刚强度,结构设计满足机载产品抗力学环境设计要求。     

一种星载相控阵天线的热设计研究

随着技术的发展,相控阵天线在星载平台得到越来越多的应用,其电磁指标要求也越来越高。天线的高电磁指标对结构的刚度、轻量化和高效散热设计参数提出了严苛的要求。星载相控阵天线一般安装在航天器的外表面,深冷空间及太阳辐射等空间环境对其温度影响巨大。文中对一种星载相控阵天线的热设计进行了研究,根据热设计输入对相控阵天线的散热方案、热管选型和热控措施进行了分析,通过仿真、试验验证了热设计的合理性。     

某星载天线配电器结构设计与仿真分析

星载天线配电器是卫星对载荷母线的分配与控制单元,天线配电器开关机控制与放电控制的可靠性对雷达系统设备的可靠运行非常关键.为了实现配电器小型化设计,减少内部大量布线,优化结构与电路布局,文中根据星载天线配电器电路设计及使用的特点,提出了新型的设计方案,改变了常规的设计理念,采用多层叠加组合方式完成配电器的设计,不仅比初始方案减小21%的体积,解决了内部走线困难的问题,而且也方便了配电器的装配、调试与维护,可以实现单层单元的备件互换,提高产品的可靠性.利用ANSYS软件对新型结构设计方案进行了力学与热学仿真分析,优化结构设计,分析结果满足星载环境要求,并在振动及温度循环试验中得到了验证.     

机载雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析

机载电子设备有着重量轻、功率密度高等要求,实际上还面临着各种严酷的力学环境。针对机载雷达电源单元,文中从电源模块及整件两方面着手开展减重设计。为了验证经过减重设计后的结构刚强度是否满足要求,采用ANSYS 软件分析了该电源单元在加速度过载、冲击及随机振动等各种工况下的结构响应和受力情况。分析结果表明,该电源单元的结构设计满足机载环境要求。文中针对雷达电源单元的减重设计及力学仿真分析对于其他机载电子设备的结构设计具有一定的指导意义。     

反射面天线热变形对其方向图的影响

在某些极端应用场合下,环境温差很大,反射面天线由于其各种复合材料的热膨胀系数差异,将产生较大的结构应力和变形,该变形将会对天线的电性能产生不利影响。文中针对复合材料反射面天线的热变形与电磁场之间的耦合问题,建立了反射面天线结构热变形对其方向图影响的分析方法。首先通过力学有限元前后处理软件Patran建立力学模型,通过Nastran分析其在100 ℃温差下的结构热变形,然后将变形后的结构网格导入电磁仿真软件FEKO中,定量分析热变形对方向图的影响。文中通过对网格的控制,使得力学模型与电磁模型采用统一网格模型,从而降低了网格转换带来的人为误差。该方法为天线的逆向设计提供了定量的理论依据。     

某液冷有源相控阵天线结构设计

根据任务需求,设计了一种液冷有源相控阵天线结构,并对天线主要组成结构进行了具体介绍,基于ANSYS Workbench有限元软件对天线进行了模态分析和随机振动分析,得到了各工况下的天线应力云图和变形云图,仿真结果表明,天线材料选用及结构强度校核均满足设计要求,且通过环境试验进一步验证了该天线结构设计的可行性和合理性,为...     

高刚重比天线结构刚强度优化设计与分析

天线的发射和接收性能取决于反射面的形面精度,而结构刚强度是决定天线反射面形面精度的主要指标,因此对天线结构进行优化设计非常必要。文中提出了一种具有高刚重比的车载天线结构,采用ANSYS有限元分析软件对天线自重、抗风载荷和振动载荷性能进行了力学仿真分析。仿真结果表明,井形背架结构和桁架形背架结构均可为反射面提供高刚度的结构支撑,桁架形背架结构在强度方面优于井形背架结构,其最大应力值比井形背架结构的最大应力值小43.8 MPa,从而验证了该高刚重比车载天线结构优化设计的合理性和可靠性,可为同类型天线的设计提供理论支撑。