FEKO在卫星天线集合EMC设计中应用

为了适应大容量和多功能的服务要求,卫星搭载的无线通信设备越来越多,与之配套的天线数量也在增加,而每副天线由于安装平台及其邻近天线的加载效应会引起天线的电性能指标不同程度的变化。因此航天工程中天线集合的电磁兼容问题已成为卫星系统设计的关键问题。利用电磁场分析软件对上述问题进行仿真计算,实现卫星上天线的最优化布局,是一种投入少,时间短而且非常有效的解决途径。FEKO软件采用矩量法,多层快速多极子并且结合PO、UTD等高频近似算法,非常适合求解星载天线这种电大尺寸问题。     

大型索网反射面天线空间动力学分析

大型可展开索网反射面天线是目前较为理想的天线结构形式.由于其自身的结构特点以及复杂的空间环境因素,天线在运行时易产生大幅度振动变形,严重影响卫星的稳定运行.文中以某星载大型可展开索网反射面天线为切入点,对其进行了空间动力学分析.针对天线与中心刚体之间的多体动力学刚–柔耦合问题,首先根据模型分析参数建立了卫星–天线–太阳...     

一种星载机械扫描数传天线的抗力学设计

在卫星发射过程中星载天线要经受复杂的动力学环境。针对某光学卫星由于对地板相机尺寸大导致数传天线安装空间不足及视场遮挡的问题,提出了一种新的对地数传天线结构设计方案。通过动力学仿真对天线结构的刚度和动强度进行了分析及优化。对优化后的天线结构进行了动力学环境试验。试验结果表明,天线结构满足刚度和强度抗力学指标要求,天线能够适应卫星发射对天线动力学载荷的要求。     

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.     

编队卫星INSAR系统中天线指向误差对天线方向图的影响

在编队卫星INSAR系统中,为了实现干涉测量,参与干涉的合成孔径雷达的天线波束必须能同时覆盖同一照射区,实现空间同步.但由于各种干扰力矩的作用,天线指向会产生误差.分析了卫星姿态误差引起的天线指向偏离和由此带来的有效天线方向图的改变,对系统性能的分析提供理论依据.     

基于ANSYS的微波卫星天线力学分析

天线机械结构的力学性能对天线系统的工作特性有着直接显著的影响.首先针对某10m微波天线建立了简化的结构模型;通过对组合结构中不同构件间连接问题的处理,建立了天线结构的有限元分析模型;采用不同风压分布确定风压载荷.在此基础上应用ANSYS软件对其结构进行了多工况下的静力分析,得到了各部分结构应力及变形情况.对分析结果进一步处理,确定了反射面的变形均方根值.结果表明该天线结构达到了指向精度和强度的指标要求.     

基于Workbench的船载“动中通”天线结构的设计

船载"动中通"天线是海上卫星通信必不可少的设备。我国海域广阔,为了不在海上卫星通信行业落后于他国,对船载"动中通"天线的研究显得尤为重要。通过运用有限元分析软件,对"动中通"天线的主要结构部分进行了有限元分析,最终设计出了全新船载"动中通"天线。该天线具有三轴联动,可以保证天线在船上时随时随地自动对准卫星,确保海上通信的连续性与可靠性。     

自主水下航行器折叠天线设计

通过对水下机器人的主体外形以及传统水下机器人的外附体进行建模,运用CFD流体软件对其进行仿真分析,发现自主水下航行器外附体中,天线产生阻力最大.天线是自主水下航行器必不可少的通信模块.针对天线带来的大阻力问题,设计出两种折叠天线机构.运用ADAMS软件对比了两种折叠天线机构运动性能参数;运用SolidWorks的应力仿...     

天线结构的公差、分析与优化

天线结构型式繁多、大小不一,牵涉面很广,诸如结构型式选择、公差的考虑、风荷计算、力学分析、制造工艺、检测方法、安装架设运输等问题,涉及多个学科。天线结构为实现天线的电性能而服务,受天线电设计的影响极大。一种新的天线电设计,就要求一种新的天线结构型式与制造工艺,随之带来一系列新的技术问题。如低副瓣的偏置形式双反射面天线。平面式卫星接收天线等的出现,就产生一些新问题等待去解决。因此天线结构在不断的发展,在发展中综合了各个领域的新成就,内容十分丰富。这里先就几个问题进行讨论。     

基于有限元法的圆抛物面地面站卫星天线结构风荷分析

应用有限元分析软件ANSYS10．0对某型号的C波段3m地面站卫星圆抛物面天线结构进行了详细的风荷栽分析计算,得到了正常工作和生存状态下天线结构的Mises等效应力和变形,为该天线在不同工况下的可靠使用提供了理论依据。     

车载移动卫星通信中波控系统的设计

针对车载卫星移动天线波束跟踪的特点,提出了PC104作为波控计算机和整个卫星移动通信系统的主控计算机,重点讨论了PC104在波控系统中的设计,从而使车载卫星移动天线系统具有高度低、重量轻、成本低及符合气动和各种车辆安装等要求.     

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。     

星载可展开天线结构现状与发展

根据各种卫星不同的使用需要,星载可展开天线结构形式繁多,其分类方法也各不相同,根据星载天线反射面结构形式与天线展开驱动力的不同,对空间可展开天线结构的现状进行了比较系统的分析论述,并在此基础上,探讨了星载天线未来的发展趋势.     

高精度Ka频段测控天线卫星跟踪预报方法研究

卫星地面站一般采用两行轨道根数(TLE)格式的SGP4/SDP4模型计算卫星轨道预报进行引导,但是随着Ka频段通信卫星天线应用不断拓展,使用该模型进行轨道预报不能满足Ka频段天线高精度测控要求,特别是低仰角的高轨卫星。提出了基于轨道根数的Ka频段测控天线卫星跟踪预报方法,分析了不同精度要求下卫星摄动模型对轨道预报的影响,考虑了电波折射对跟踪角度的误差修正,设计了轨道预报计算流程,在保证轨道预报精度的同时,简化了轨道计算模型;通过对两个低仰角的高轨卫星实验数据分析,其跟踪引导精度优于0. 005°,能够满足Ka频段测控天线高精度稳定连续跟踪的要求,可大大提高通信卫星在恶劣天气、设备故障等应急状态下的高速数据传输能力和可用度指标。     

智能天线在军用软件无线电中的应用研究

在军用软件无线电中引入智能天线技术,可使通信系统具备良好的自适应性和智能性,现已成为军事通信领域研究的热点之一.本文简要介绍了军用软件无线电技术与智能天线结合的通信系统的优势所在,并探讨了该通信系统的几个主要关键技术问题.     

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。     

多阵面天线运动控制的实现

为了达到机载动中通天线剖面低、迎风面小、动态响应快的要求,介绍了一种3个天线阵面的动中通天线。该天线的多阵面控制系统采用了速度前馈补偿控制策略、同步控制策略和稳定控制策略,使得3个天线阵相互协调、精确运动以快速对准卫星,实现天线与卫星的实时通信功能。建立了系统的运动控制模型,基于MATLAB对无前馈补偿和有前馈补偿两种方式分别进行了仿真。通过仿真和实际测试表明,引入速度前馈补偿大大提高了动态响应性能,达到了机载动中通天线的静态精度和动态跟踪要求。     

EMCoS Studio在车载天线布局与线缆设备上的仿真应用

目前,越来越多的工程应用涉及到在电大尺寸平台上装载不同天线并连接复杂线缆。对于这样的复杂系统,文中主要研究了这些天线、线缆间的耦合问题。利用EMCoS Studio软件的电磁工具、线缆工具以及混合工具,很好地解决了车载平台系统中天线、线缆问题以及它们之间的耦合问题,为系统的电磁兼容提供了有效的解决方案。文中对不同频段的6副天线与3类线缆的不同耦合状况进行了仿真,结果表明,天线间、线缆间以及天线与线缆间在工作频段均不存在干扰。     

大型卫星天线系统固有模态的有限元分析

通过对卫星—天线系统的物理模型进行分析,提出了卫星—大型天线系统固有模态的有限元分析模型,并在此基础上进行了系统若干低阶模态的分析。研究工作不仅为天线结构设计提供了固有频率与振型的分析结果,而且进一步为天线结构的优化设计和弹簧力的优选提供了理论基础。     

基于嵌入式控制器的便携式卫星通信控制系统设计

针对方位-俯仰两轴运动的便携式卫星通信系统,研究并设计了基于嵌入式控制器的高性能天线控制系统。设计了基于GPS、电子罗盘和卫星信标的天线控制系统的总体方案。为实现天线的快速、高精度对星指向控制,研究了基于粗对准与精对准相结合的天线控制方法,并设计了基于分区PID的控制策略。采用模块化设计方法,分别开发了控制系统硬件和软件。为有效实现对便携式卫星通信地球站的监控,设计并开发了基于无线监控的远程监控程序,实验表明控制效果较好。