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。     

有源相控阵天线集成设计

轻薄化、可扩展与低成本是现代有源相控阵天线的主要发展目标,集成化设计是实现这些目标的重要技术方法.针对高频段有源相控阵天线的基本特点,介绍了有源相控阵天线集成设计的基本概念.结合典型的应用实例重点研究了集成设计方法在有源子阵集成和天线结构框架集成上的应用,同时指出了存在的技术难点.最后介绍了有源相控阵天线集成技术的发展方向:微系统集成技术,并指出了其中的关键技术.     

风冷有源相控阵天线热设计

T/ R 组件作为天线阵面的主要热源,其最高温和均温性控制是有源相控阵天线热设计的核心内容。文中针对某风冷相控阵天线的热控设计要求,从规划和控制各级传导热阻、接触热阻和对流热阻的全新视角分析了天线阵面的热设计过程,通过仿真对设计进行了优化,并对系统的设计结果进行了热测试,验证了该方法的可行性。     

毫米波有源相控阵天线热设计

针对高功率毫米波有源相控阵天线的热设计问题,研究了一种理论估算和热仿真的方法。通过对某天线热设计,分析结果表明,优化流道布局和流道形状可以有效地解决这类电子设备的热设计问题。最后经过实物试验的验证,证实了该方法的可行性。     

某有源相控阵气象雷达天线结构设计

随着科学技术的进步和现代雷达的发展,有源相控阵雷达因功能全面,战术指标优良,越来越多地运用在气象领域。但由于大型相控阵天线成本很高,限制了该类型天线的应用,因此能否研发出高性能、低成本的有源相控阵天线关系到其在民品市场中的应用与推广。文中以有源相控阵气象雷达天线为例,分析其结构设计需求,针对其结构设计难点,设计了一种性价比高的天线结构,并对天线阵面进行总体优化布局,对天线骨架,高频箱,裂缝波导,天线阵面吊装和三维布线等方面进行了详细叙述。     

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...     

星载可展开有源相控阵天线结构的研究进展

星载可展开有源相控阵天线作为空间通信、电子侦察、导航、环境监测等卫星系统的"眼睛"和"耳朵",通过空间可展开结构实现较大的物理口径,利用有源相控阵体制实现独立控制多个点波束,克服了传统机械扫描天线的诸多缺点,已成为宇航领域的关键装备之一。总结星载有源相控阵天线发展历程,分析星载有源相控阵天线的结构形式、性能要求及应用情况,阐述国内外研究现状,并对其涉及的七项关键结构技术做了概要解析,探讨星载可展开有源相控阵天线结构领域的未来研究方向。     

一种有源相控阵雷达天线环控系统的设计方法

有源相控阵天线中最主要的热源是T/R组件及其供电电源,其散热问题可通过液冷或风冷方式解决。在采用液冷散热方式的有源相控阵天线中,除T/R组件及电源外,单元控制器、高频接收机以及功分网络等分散分布的低功耗组件也应有相应的散热系统,称之为环控系统。文中将天线框架左右侧边梁的中空夹层分别作为送风静压腔及回风腔,并基于全面孔板送风原理,计算出左边梁侧板的开孔尺寸及数量,再通过合理规划风的流动路径完成有源相控阵雷达天线环控系统的设计。以某有源相控阵雷达为例,利用热仿真分析软件并结合工程实际,对其散热模型进行了仿真分析,得到了天线框架内各低功耗器件的表面温度分布图。结果表明,各热源最高温度满足使用要求,从而验证了该环控系统设计方法的正确性与有效性。     

微通道冷板在有源相控阵天线上的应用

由于相控阵雷达热流密度的不断增长和较高的可靠性要求,其冷却技术也面临着极大的挑战,微通道散热技术成为应对这一挑战的新方法。文中分析了矩形微通道冷板的高宽比、通道宽度、流体入口速度和温度对其换热特性的影响,在此基础上得出矩形微通道冷板的一组最佳结构参数。相控阵雷达微通道冷板和普通S型冷板的散热效果比较表明,微通道冷板能更高效地对相控阵雷达进行散热,为相控阵雷达散热提供了一种新方法。     

复合材料在相控阵天线结构中的应用

介绍了复合材料在相控阵天线结构中的一些应用实例,以及相控阵天线结构中常用复合材料的基本设计方法。     

大型相控阵天线模块化设计

大型相控阵天线设备量大、系统复杂,因而具有研制周期长、成本高、使用维护复杂等特点。传统的设计方法已难以满足阵面设计的要求,进而在阵面设计中发展并广泛采用了模块化设计思想。模块逐渐从结构性模块发展到功能性模块,目前已基本实现了大型相控阵天线的模块化设计。文中以2个大型相控阵天线阵面为例,详细介绍了模块化设计的巨大优势,并提出了相控阵天线模块化设计需要继续深入开展的工作。     

大型相控阵雷达阵面吊装设计

大型相控阵雷达阵面造价昂贵、研制周期长,其吊装的安全性、可靠性要求很高,制定合理的吊装方案、设计适合的吊具以确保吊装施工安全极为重要。针对某大型雷达阵面研制过程中的吊装,介绍了其吊装方案设计和吊具设计,并就吊具结构设计进行了计算分析及优化。文中所述的吊装方法和吊具有效地保证了该雷达阵面的安全吊装,为类似产品的吊装提供了参考。     

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。     

某有源相控阵天线阵面风液混合散热系统设计

文中针对某有源相控阵天线设计了一种风液混合散热系统,既解决了相控阵天线高热流密度散热问题,又实现了天线阵面一体化集成设计。针对风液混合阵面的热环控技术要求,从阵面系统布局、热设计、热仿真优化等全流程解析了天线阵面散热系统的设计过程。最后,通过产品实物验证了该天线阵面风液混合散热系统的可行性,可为后续天线阵面散热系统设计提供工程参考。     

大型相控阵雷达阵面平面度测量方法研究

阵面平面度是天线阵面设计的关键指标,其准确测量是指标校核的重要手段。文中从大型相控阵雷达的阵面平面度的测量需求出发,分析了现有常规测量手段在各型雷达中的适应性,并结合工程实际应用阐述了各方法在实际测量中的关键点,为同类应用时方法的选取和使用提供了依据。同时,针对现代大型相控阵雷达的设计特点,提出了平面度测量的未来趋势。     

机载无源相控阵天线结构轻量化设计

机载雷达天线发展迅速,已从传统机械扫描天线发展为相控阵天线以及更为先进的机相扫天线。随着雷达技术的发展及电子设备集成度的提高,天线已经成为雷达系统中组成最为复杂、重量占比最大的单元,因此天线的轻量化设计是雷达结构设计的关键技术。某机载无源相控阵雷达天线组成复杂,结构紧凑,单元间距小,重量指标要求严格,结构设计难度大。文中介绍了该天线结构设计中采取的轻量化措施,包括结构布局、模块化设计、复合材料的应用等,并通过力学仿真及环境试验,对天线轻量化设计的结果进行了验证。结果表明,天线结构设计满足产品力学环境要求,设计合理,对相关产品的结构设计有一定的参考意义。     

气象雷达的相控阵天线结构设计

相控阵天线采用电子扫描、全固态分布式发射机,大大提高了可靠性,可以实现全自动、无人值守、长期不间断工作,在气象雷达中有很好的应用前景。以风廓线雷达天线为例,从阵列结构、T／R组件等方面介绍气象雷达中的相控阵天线结构设计方法。