碳纤维骨架、栅片式天线反射器加工工艺研究

本文介绍了一种新型碳纤维骨架、栅片式天线反射器的加工成形过程,并对栅片和骨架的加工、型面精度如何保证及其测量进行了研究论述.     

波导裂缝天线单元安装方式探讨

对于波导裂缝阵列天线,天线单元的安装方式设计会影响天线阵面精度和最终电性能。本文提出了两种不同安装方式:一种是采用固定槽板和固定夹安装;另一种是采用固定角件安装。并详细分析了两种方式在安装精度和工艺流程方面的优缺点,以便能在工程实践中选用较为合适的安装方式。     

模块化构架式空间可展天线支撑桁架展开精度测量与分析

为研究金属网面式可展天线支撑桁架对反射器表面形面精度的影响,开展模块化构架式空间可展天线支撑桁架展开精度测量试验及分析研究,根据支撑桁架的结构特点,基于机器人学基本理论,建立关键节点空间数学模型,设计悬吊随动式微重力展开试验装置,采用数字近景摄影测量原理,对支撑桁架的展开精度进行测量试验,并从支撑桁架的形面精度、重复展开精度和关键节点误差等3个方面进行分析。试验结果表明:支撑桁架上关键节点的均方根误差(RMSE)值较小,由关键节点构成的曲面其形面精度较高;支撑桁架在多次重复展开试验中,关键节点中最大误差小于1 mm,结构展开的一致性较好;完全展开后,关键节点的实测值与理论值接近,支撑桁架的制造及安装精度较高。提出的测量和分析方法为其他类型金属网面式可展天线支撑桁架展开精度的研究提供了借鉴和参考。     

星载可展开网状天线制造技术研究

星载雷达一般采用可展开天线,其中网状反射面天线具有质量轻、收纳率大、展开可靠性高等优点,成为星载可展开天线最常用的形式。对星载可展开网状天线的国内外研究现状进行了介绍,对金属网面的成型、铺设、精度调整、测量等关键制造技术进行了分析研究,为后续开展大型网面式可展开天线的研制提供技术支撑。     

雷达天线装配测试一体化工装的研制与应用

工装在雷达天线装配中起到承载天线阵面、保证装配精度的作用。天线暗室测试也需要工装来调整天线与测试场之间的相对位置。文中针对某型雷达天线的装配和测试任务,设计了一体化工装,利用Creo软件进行CAD建模,通过ANSYS WorkBench软件对关键结构件的刚强度进行校核。仿真分析和检验结果满足设计要求。研制的装配测试一体化工装的实际应用结果满足任务要求,可以提高装配效率,保证产品精度,满足测试要求,为后续同类工装的研制提供了借鉴。     

某车载固面可展开天线反射体结构建模与分析

某车载6.3 m口径固面可展开天线反射体由瓜瓣面板、背架、展开机构、底座和固定面支撑梁组成。根据不同结构与可展开机构部件的特点,建立了天线反射体有限元模型,开展了模态分析、自重载荷力学分析和风力载荷分析。仿真结果有效揭示了天线反射体模态与型面精度的变化情况,指出了可展开特性带来的反射体周向刚度较弱的问题,可为后续的结构设计与机构集成提供指导。     

空间桁架可展天线反射器的形面精度优化调整

为实现高频弱信号通讯,空间网状可展开天线的尺寸越来越大,且对形面精度要求也越来越高,因此与天线形面精度相关的许多课题引起了宇航界的极大关注,特别是在如何提高索网式天线反射面精度调整的效率,用较少次数的测量和调整,使天线反射面的精度达到指标要求方面需求更为迫切.利用有限元分析方法,针对环形桁架可展开天线形面精度调整中的问题,建立了基于影响系数矩阵的多目标的精度优化调整数学模型,并采用遗传算法求解,数值结果表明,此方法能够大幅度提高天线的形面调整效率,对工程应用具有指导意义.     

混合面板反射面天线促动器布局与结构优化设计

文中针对大型主动主反射面天线在满足工程精度要求时存在形面精度冗余和成本高昂的问题,提出一种主动面板和非主动面板混合安装的反射面天线设计思想。首先,基于反射面变形区间安装主动面板和非主动面板,分析混合面板反射面天线的形面调控策略;然后,分别以天线质量为约束、以天线形面精度为目标以及以天线形面精度为约束、以天线质量为目标进行天线结构优化设计。结果,某35 m反射面天线在满足精度要求的情况下背架结构质量下降了20.4%,在满足背架结构质量要求的情况下形面精度提升了18.7%。这充分证明了该设计思想在大口径、高精度反射面天线设计中的可行性和有效性。     

航管一次雷达反射面天线制造工艺研究

文章概述了大口径高精度远程航管一次雷达的天线结构特性,论述了双弯曲反射面天线制造工艺和采取的精度保障措施。针对板焊箱梁拼接结构天线骨架,阐述单块反射面框架的铆接工艺和天线骨架的焊装方法,并介绍了天线的总装工艺。通过设置合理的精度定位系统,辅以工装保障措施,再借助电子双经纬仪和数字摄影测量技术,使得天线阵面（15 m×7 m）的均方根≤1.5 mm。     

轻量化高精度反射面天线保型设计与动静态特性分析

为满足某型号工程的测控需求,设计了一种新型轻量化高精度反射面天线,满足天线系统高精度、轻量化、过顶跟踪的要求。基于三自由度调整方法和天线反射体轻量化技术,采用面板整体互连的结构保型设计方案,有效减轻了天线反射体的整体质量,达到了较高的天线主面再装精度。基于ANSYS有限元分析软件,对天线反射体进行静力特性分析、面形精度分析、安全性校核,结果表明在典型俯仰角下,天线主面精度及承载能力满足要求。通过动态特性分析,得到了天线反射体的各阶固有频率和振型。经过天线主面精度测试和系统指标实测,确认天线的各项指标满足要求,并且可以实现对低轨卫星的稳定跟踪。     

空间可展开网状天线网面材料的性能研究

网状天线以其重量轻、折收体积小等特点在空间大型可展开天线的研制方面得到了越来越广泛的应用。用于网面材料的特种金属丝网布是制作网状天线的关键基础材料之一。根据星载可展开天线的结构特点和空间使用环境条件,对网面材料的各种性能要求进行了较为系统的研究和分析。     

堆叠型太赫兹通信透镜天线设计

为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了"井"字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波,并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明:"井"字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便,具有对称的辐射模式,在320~380GHz的工作频段内的增益高于26.4dB,3dB主瓣宽度低于4.8°,基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。     

某车载偏馈天线结构设计

随着人类社会的进步和时代的发展,市场竞争日益激烈,高性能、低成本、轻量化和小型化的天线研发越来越受关注,能否研发出性价比高的天线关系到企业的生存发展。文中以车载偏馈抛物面天线为例,分析其结构设计需求,根据其结构特点,并结合工艺、装配、运输和成本等方面的要求,设计了一种低风阻、低成本、高性能的轻薄型天线。对天线的主要部件,比如反射面、天线骨架和调整装置的结构设计做了详细叙述。通过有限元分析软件对该天线进行力学仿真分析,得到了天线结构在工作状态下的应力云图和变形云图。计算结果表明,该天线结构整体性能较好,满足刚强度设计要求,验证了其结构设计的合理性。     

高增益蓝牙天线的设计与应用

鉴于蓝牙mesh网络节点密集部署的问题和金属物质对蓝牙天线无线信号传输的影响,通过改变倒F天线辐射臂的形状来提升蓝牙天线的增益,从而达到蓝牙mesh网络节点远距离传输无线信号的目的,同时可以保证周围金属物质不会影响蓝牙无线信号的传输,减少信号的能量损失,实现蓝牙mesh网络节点的远距离部署。这两款蓝牙天线具有小型化、高增益、高带宽的特性,覆盖整个蓝牙通信的ISM频段,采用HFSS对蓝牙天线的特性进行仿真分析,得到优化后的蓝牙天线结构参数,并制作蓝牙天线实物进行试验测试。实验结果表明:折叠天线和螺旋天线的回波损耗均小于-10 dB,带宽完全覆盖蓝牙频段,而且螺旋天线的性能更优,增益达到4.6 dB,金属环境的最远传输距离为20 m。     

深空大天线结构设计关键技术

深空大天线具有口径大、精度高、通常采用波束波导馈电方式等特点,因此在天线的结构设计中必须考虑一些特殊问题.文中根据实践经验对这些关键技术(如天线座型式、天线反射面重力变形等)问题进行了归纳和分析,供大家参考和研究.     

基于多功能结构的相控阵天线一体化设计

为了满足星载有源相控阵天线对轻量化以及承载、热控等多功能一体化的迫切需求,文中开展了轻质多功能结构相控阵天线的设计理论、制备工艺、控温特性和力学性能等研究,提出了一种基于多功能结构的星载有源相控阵天线一体化设计技术,利用轻质多功能复合安装板结构,合并平面正交一体桁架热管,在内部空间嵌埋有源功能模块,融合低剖面辐射阵面形成天线功能,制备了集控温、承载、电磁辐射于一体的多功能结构的轻质相控阵天线,并对多功能结构天线子阵进行了一体化设计和验证。结果表明,多功能结构天线系统布局改善了微波部件互联的性能,提高了有源阵列的散热和辐射效率以及系统性能,显著减小了天线阵列的剖面,大幅降低了有源阵列天线的重量。     

基于ABAQUS的车载雷达天线模态分析

概述了结构模态分析的基本理论,构建了车载雷达天线的CAD模型,并运用ABAQUS有限元分析软件对天线进行了模态分析、振型分解和自振特性分析,研究了该天线在自由状态下的固有频率及振型对天线结构变形及应力分布的影响.     

结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验

结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻等特点,现有方法难以满足其设计制造。文中针对结构功能一体化天线的机电耦合机理问题,提出了一类阵列天线结构因素对电性能影响的混合建模方法。结合理论分析和试验数据,建立了该类天线的机电耦合模型,发掘了典型结构因素对电性能的影响机理。通过天线样件的力电性能实验,验证了机电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功能一体化天线的设计制造领域中。     

Analysis and Design of Improved Antennas for GPR

In this paper a concept of adaptive antennas for ground penetrating radar is introduced. It is demonstrated that antenna adaptation with respect to the antenna feed-point reflection can be achieved for different ground types. This adaptation can be realized using a wire bow-tie antenna with variable flare angle. By varying the flare angle, a minimal feed-point reflection can be obtained for different types of ground. Moreover, the shape and size of the footprint of the bow-tie antenna can be adjusted by changing the flare angle for improving detection/imaging. Furthermore, a novel loading scheme based on a combination of a capacitive and resistive loading is introduced, and applied on a solid bow-tie antenna. It is shown that using this loading scheme an efficient ultra-wideband antenna for ground penetrating radar applications can be realized.     

某MST 雷达天线阵面结构设计

中间层、平流层、对流层（Mesosphere - Stratosphere - Troposphere, MST）大气探测雷达在大气观测领域的应用越来越广泛,但其庞大的天线阵面尺寸给阵面布局、阵地基建和阵面电缆布线带来了很大挑战,也限制了该类型雷达的应用。文中从MST 雷达的天线阵面结构设计需求出发,针对高原地区环境特点,提出了一种新的天线阵面布局方案,并对天线阵地基建和天线阵面布线给出了详细设计方案,同时还设计了一种既满足电性能要求又适应高原环境的天线单元。通过对天线单元进行有限元力学仿真分析,验证了其结构设计的合理性。