无人机载有源相控阵天线一体化结构设计

本文设计了适用于某无人机平台的有源相控阵天线结构,并阐述了该天线结构的总体设计,针对天线T/R组件热流密度较高的特点进行了热方案设计及热仿真,针对平台的恶劣振动条件,介绍了抗振动冲击设计并进行了振动仿真,同时介绍了电磁兼容设计及三防设计的措施。     

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。     

某相控阵天线阵面静态仿真分析

文中针对某相控阵扫描天线阵面变形对天线电性能影响的评判问题,提出了一种最佳吻合平面的算法,用以区分相控阵天线阵面的刚体位移和结构变形;建立了该天线的有限元模型,对天线进行重力和温度载荷分析,利用最佳吻合平面算法对仿真数据进行后处理,分别得到天线阵面的静态平面度误差和方位指向误差。     

某宇航相控阵天线振动故障分析

文中针对某宇航相控阵天线在随机振动验收试验过程中的振动故障,首先通过罗列故障树和摸底试验进行故障定位,分析认为DSP芯片引脚在振动过程中应力过大是造成其开裂的主要原因;然后通过有限元法计算试验条件下DSP芯片引脚处的加速度和应力响应,仿真结果与试验结果比较一致;最后根据有限元模型开展相控阵天线主结构的优化设计,增加主结...     

某相控阵天线抗太阳辐射热设计及研究

天线作为雷达信号接收与发射的装置,常常暴露在强烈太阳光辐射之下,太阳光的热效应会使天线罩内部模块工作温度过高,引起天线内部模块过热失效,严重影响天线的各项指标性能.针对某相控阵天线进行抗太阳辐射热设计,通过对天线进行热仿真,结合缩比模型试验与研究,解决了该相控阵天线因太阳辐射热引起的问题.     

大型雷达天线座静压轴承设计

为了提高液体静压轴承的刚度和精度,文中以某大型相控阵雷达天线座静压轴承设计为例,介绍了液体静压轴承的结构特点和关键参数设计。径向止推轴承采用油垫与底座整体铸造、加工的结构形式,简单紧凑,而轴向支撑采用双层油垫的结构形式和结构优化设计,使轴承刚度和抗倾覆能力大大提高,同时天线座轴系精度提高至5″以内,很好地满足了大型雷达系统对天线座的性能指标要求。     

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。     

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。     

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。     

某雷达天线的结构设计与振动条件分解

雷达天线结构设计中,天线中的模块均根据整机振动条件进行设计,造成模块振动条件与真实工作状态的振动条件差别较大,甚至出现单独试验时正常的模块在随天线一起试验时发生损毁的现象.文中论述了某机载雷达天线的结构设计方案,在结构设计中将天线振动条件进行分解,得到天线中各模块的振动响应条件,为各模块的结构设计提供设计依据.同时将天线结构与功能一体化设计,实现天线轻型化设计的同时增加了天线负载的刚度贡献.最后,通过力学仿真和热仿真验证了该设计方案的可行性并通过了试验验证.     

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。     

某球面阵列天线结构设计

球面阵列天线具有半空间乃至全空间波束覆盖能力,因而受到广泛关注。但是,球面阵列天线的结构形式比其他天线阵面更加复杂,天线阵面的切块分割更加困难,给天线阵面的布局、阵面骨架的架构、天线子阵的划分以及天线单元的结构设计等带来了很大挑战。文中从球面阵列天线结构设计需求出发,提出了一种新的天线阵面结构布局方案,并给出了阵面骨架、天线子阵、天线单元等的设计思路。通过对阵面骨架进行有限元力学仿真,初步验证了球面阵列天线结构设计的合理性,为进一步研究球形阵面骨架打下基础。     

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。     

某星载大口径天线子系统的力学仿真分析

星载天线在发射及在轨阶段将面临严酷的力学环境,要求具有极高的可靠性。为了验证其刚度和强度,缩短研发周期,文中采用NX Nastran软件建立了某星载大口径天线子系统的力学仿真模型;为了验证仿真的有效性,进行了该天线子系统的模态测试,经对比发现两者数据一致性较好;基于建立的有限元模型,分析了该天线子系统在正弦振动和热循环环境工况下的结构响应和受力情况,得到了相应的加速度、位移和应力云图。结果表明,该天线子系统的结构刚强度均满足星载环境要求。该仿真分析对星载天线子系统的结构设计具有重要的指导意义。     

太赫兹天线结构设计

太赫兹天线工作频率高(100 GHz~10 THz),加工、装配精度要求严苛,合理有效的天线结构设计是太赫兹天线工程化亟待解决的技术难题之一。文中研制了一套工作在0.33 THz的太赫兹天线,详细阐述了天线结构、各组成结构材料和互联以及天线装配,并根据使用环境,对天线结构进行了仿真和电性能测试。结果表明,整套天线满足刚强度等各项指标要求,也验证了该天线结构设计的合理性和有效性。     

基于模块化的雷达天线结构优化设计

文中介绍了某雷达天线结构优化设计过程,针对该雷达天线安装空间的特点和相关技术要求,具体阐述了2 个方面的内容:一方面,采用模块化设计方法,将天线内设备划分成发射分机、电源监控分机、功分器组件和天线子单元4 个模块,分别对每个模块进行结构设计和热设计,解决了天线内部安装空间不足、电缆布线复杂等问题;另一方面,采用外形隐身技术,对天线骨架进行重新设计,减小了雷达散射截面积,提高了天线的隐身性能。最后通过软件仿真技术,对其隐身性、热设计及力学性能进行了分析,结果均满足设计要求。     

某大型对数周期天线的结构设计及力学仿真

大型对数周期天线外形尺寸大,架设高度高,重量要求苛刻,成本控制严格,这些要求给大型对数周期天线的结构设计带来很大挑战。文中从大型对数周期天线结构设计需求出发,根据其结构设计特点,结合生产制造、现场架设、成本控制等方面的要求,设计了一种低风阻、低成本、高性能的轻量化天线结构,并进行了三维布线设计和现场架设规划。另外通过对天线进行有限元力学仿真分析,验证了其结构设计的合理性。该结构形式简单,易于批量生产,成本也较低,可为其他大型天线的结构设计提供一些参考。     

手动0.9 m便携天线结构设计与抗风分析

对手动便携天线结构设计而言,轻便的结构形式和抗风能力至关重要。该天线系统需在10.7 m/s的风速下正常工作,风载荷引起的天线结构变形会直接影响其指向精度。文中详细介绍了手动0.9 m便携天线的结构设计,并对整个系统在10.7 m/s风速下的指向精度进行了仿真校核。仿真结果显示,该系统的指向精度几乎不受影响,能够满足系统正常工作要求,同时印证了手动0.9 m便携天线轻便的结构设计具有足够的抗风能力。     

长条形雷达天线结构设计研究

为了达到长条形天线的商品化设计要求,文中提出了一种以整体骨架为设计核心的长条形天线结构设计方法。该设计根除了钣金拼接骨架时反复校核导致的制造成本上升的弊端,达到了简化结构、降低制造成本的目的。整体化骨架设计采用经过优化的高刚度工字型截面结构、玻璃钢加芳纶纸蜂窝夹层结构材料,满足长条形天线高刚强度、低成本和轻量化的商品化设计要求。仿真结果表明天线整体性能优良。整体化骨架设计是对长条形天线结构系统设计和商品化设计的有益探索。