表面误差对侧馈偏置卡塞格伦天线辐射场的影响

以侧馈偏置卡塞格伦双反射面天线为对象,通过数值计算方法分析了该天线的平均功率方向图,研究了反射面随机表面误差对天线辐射特性的影响．分析过程中首先将反射面上某点的随机误差量定义为该点在标准反射面法线方向上的偏移量,并认为反射面上每一个小区域内的偏移量相同,然后在随机表面误差带来的口径相位误差服从均值为零的正态分布的条件下,推导了天线平均功率方向图的计算公式,并利用该公式模拟计算了相关的数据和曲线．文中结果可为反射面制造精度的确定提供参考．     

新型陆基充气球天线力学分析与测试

为了实现适用于应急通讯的天线系统,研究一种新型充气球天线结构.充气天线包括充气球,抛物反射面,固定索和馈源,通过调节上下球体气压差形成抛物反射面,天线系统能够在较短时间内展开成工作状态.通过自编程序设计一个1.35 m口径的抛物面天线,并进行静、动力学分析,研制相应的原理样机,研究气压差对反射面变形的影响以及在气压差一定的情况下气压对结构动力性能的影响.基于PhotoModeler Pro.5测量软件对充气展开后的形面精度进行测试,实验证明能够达到理想的精度,采用非接触视频测量方法测量结构一阶振动频率,结果表明,理论与实验结果吻合的比较好,可以为充气天线的设计制作提供指导.     

反射面天线单孔战损补片修复方法研究

针对雷达对抗装备反射面天线战损模式,基于高频电磁场分析方法,运用现有战场抢修手段,通过FEKO软件模拟修复,探讨了反射面天线单孔损伤补片修复方法.仿真结果表明:对反射面破孔,不考虑补片物理尺寸的情况下,采用方法三修复效果最佳;在考虑补片物理尺寸的影响下,采用方法一修复效果最好;当反射面破孔半径大于3λ时,采用换件修复.这对战时反射面修复提供了一定的理论依据,具有一定的参考价值.     

快中子照相CCD成像系统反射镜组件设计

基于反射镜组件的刚度、强度和热尺寸稳定性,采用背部4点支撑方案设计了反射镜组件。对反射镜组件进行的静、动态刚度及热尺寸稳定性分析结果表明,反射镜在重力载荷和4℃温升载荷及温度和重力耦合变形下,面形精度达到PV≤λ/10,RMS≤λ/50(λ=400nm)。模态分析结果证明该结构有足够的动态刚度。     

板状振子型基站天线的快速矩量法分析

板状振子型基站天线是现代移动通信中广泛使用的一种新型基站天线,为了快速而准确地分析该基站天线的辐射特性,对基站天线反射板进行AutoCAD自动建模及对建模数据进行数据二次开发处理,然后利用Progressive Numerical Method加速矩量法求解该新型基站天线的辐射特性,计算结果与已有结果吻合较好,并且节省了计算时间和内存需求量．     

大型天线变形反射面的新拟合方法

基于反射面变形形状,提出一种新的大型天线变形反射面分块拟合方法．分析了天线结构与反射面节点位移,同时分块划分变形反射面,并采用Coons曲面拟合每个块域,利用周向三角拟合曲线与径向多项式拟合曲线来确定曲面片边界条件,从而得到全面、准确的反射面变形信息．对7.3m口径圆抛物面天线多工况下的电性能仿真,证明了该方法的准确性和有效性．     

空间光学遥感器反射镜柔性调节结构设计

针对空间光学遥感器圆形反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种温升变形柔性调节结构,旨在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性.对柔性结构进行了合理的结构设计,对其力学模型及铰链参数进行分析,并对反射镜组件进行有限元仿真.结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形PV值均远小于63.2 nm,满足成像质量要求.证明这种柔性调节结构在实际结构设计中是合理可行的.     

远场反推变形反射面天线馈源调整量

针对构造最佳吻合抛物面需要事先准确获取反射面变形这一不足,提出一种从远场确定馈源调整量的方法．应用口径场法显式表达出远场对变形反射面最佳吻合参数的灵敏度,将远场和最佳吻合参数用超定线性方程组联系起来,通过测量远区电场,并基于奇异值分解法近似反推出主面变形信息,进而求出馈源调整量．此方法无需事先知道反射面变形信息,两组仿真案例也表明了该方法的正确性和对变形反射面天线补偿的有效性．     

考虑库水特性的重力坝动水压力求解

为了对重力坝坝面动水压力进行便捷求解,在比例边界有限元方法的框架下可仅对上游坝面进行离散,推导出在不同方向地震动激励下刚性坝面动水压力的求解方程以及边界条件,详细分析了竖向地震动激励对坝面动水压力的影响.数值算例结果表明,所提计算方法能得到精度较高的数值解且可大幅降低计算量,此外,库水特性（包括库水的可压缩性和库底的吸收作用）对坝面动水压力的影响较大,同时还发现了动水压力沿库水上游方向的衰减规律.     

斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计

为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸LN、C型环径向壁厚T和装配过盈量S三个关键结构参数对密封性能的影响规律,在此基础上,再利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述三个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明：活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随LN和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析（ANOVA）发现,LN对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;LN和T、LN和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当LN为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件（LN=13.78 mm、T=0.5 mm、S=0 mm）最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%;实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果明显,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。     

电磁场的空间相干性对均匀多波束影响研究

多波束反射面天线是无源毫米波成像系统接收前端,通过对均匀多波束抛物反射面天线的计算和分析,发现由于电磁场的空间相干性的存在,当馈源间距较小时多馈源抛物反射面天线得不到多个波束而是一个相干波束。电磁场的空间相干性影响到波束间的均匀性和成像质量,通过增加相邻馈源间距,电磁场的空间相干影响减小,独立波束开始出现,该结论能够指导多波束反射面天线的馈源阵排列。用FEKO软件对多馈源反射面天线的仿真结果可以证明结论的正确性。     

单轴菲涅尔反射聚光CPV/T系统的分析与研究

基于TracePro光路分析软件,对菲涅尔反射聚光系统进行了模拟,发现反射聚光后在光伏电池上的光强分布均匀。在不同追踪精度的情况下,接收器上接收的能量分析表明追踪精度在±3°以内时,可以将辐射能量的70%聚集到接收器上。采用主动追踪算法定位太阳位置,考虑赤经因素对追踪精度的影响,修正算法后追踪误差小于1°。太阳能电-热综合利用CPV/T系统有效解决了聚光后电池升温的问题,验证了菲涅尔反射聚光电-热综合利用的可行性。     

周边桁架可展开天线索网结构力密度优化找形方法

一种基于力密度的优化找形方法,可提高周边桁架可展开天线的网面精度和索段预拉力的均匀性,该方法以索段的力密度为设计变量,索网网面精度及索段预拉力均匀性为目标函数,索网的力密度方程为约束函数,优化得到网面的初始平衡态.算例结果表明,通过该方法能够获得相对较高的网面精度和较均匀的索网预拉力.     

Radiation Characteristics of the Reflector Antenna with Random Perforated Holes

The radiation characteristics of a doubly curved shaped reflector antenna with random holes is analyzed by physical optics (PO) method, and the probability model of the random holes and its numerical realization method are presented. The radiation patterns show that in the azimuth plane the peak sidelobe level becomes much higher as the reflector surface with random holes. The simulation results can provide a theoretical guidance for the radar attackers.     

绳索-金属丝网组合结构力热匹配设计

网状可展开天线反射面是由柔性绳索与金属丝网缝制而成的．由于不同材料力热差异引起金属丝网与纤维绳索变形不协调,影响了绳索金属丝网组合结构的预应力分布与形面精度,降低了反射面的电性能．为此,有必要研究绳索金属丝网组合结构的力热匹配设计问题．文中采用只承受张力的两节点杆模拟绳索,利用膜模拟金属丝网结构,建立了绳索金属丝网组合结构力学模型,分析了绳索金属丝网组合结构热变形影响规律,对绳索截面参数进行了匹配设计．以环形桁架网状可展开天线为例,仿真结果表明,采用文中的力热匹配设计方法,在温变环境下反射面的热稳定性得到很大的改善,形面精度提高了92％．     

挡土墙后EPS板减压性能模型试验研究

在刚性挡土墙后设置柔性垫层能有效减小墙背土压力。聚苯乙烯土工泡沫（EPS）是一种常见的柔性材料,具有受力易压缩的特性。通过开展室内挡土墙模型箱试验,对铺设不同弹性模量以及不同厚度的EPS板的各工况下墙背土压力分布规律进行了研究,详细分析了弹性模量和厚度对EPS板在不同填土表面荷载作用下的减压性能的影响;并通过FLAC^3D建立有限差分数值模型,对不同压缩量情况下土压力分布规律进行了分析。研究结果表明：EPS板能有效地减小挡土墙墙后土压力;EPS板的弹性模量越小、厚度越大、墙后填土表面的外荷载越大,EPS板的减压效果越明显;EPS板厚增加到一定程度后,EPS板的减压效果不会再有明显提升,EPS板厚达到0.1倍墙高即可获得最佳减压效果。     

声压梯度法对声源定向的理论和实验研究

应用双传声器探头CM－202和与之配套的传声器,自行设计了一个声探头支撑架,使之可以把声探头转动到空间笛卡儿坐标系的3个互相垂直的方向,并且它们的几何中心保持不变,这样就可以测量稳声场中一点的质点振动速度矢量的3个矢量的3个分量,由此就能对声源进行定向。应用这一套实验装置在半消声室对声源进行了定向研究,并探讨了随机噪声干扰误差对定向精度的影响。     

软性磨粒流加工方法及近壁区域特性

为了解决模具细微结构化表面难以光整加工的问题,提出固 液两相软性磨粒流（SAF）无工具精密加工方法.通过为结构化表面配以约束模块,以构建磨粒流湍流流道,利用软性磨粒流与被加工表面的“无缝”接触特性及壁面效应,实现模具表面的无工具无死角光整加工.以Nikuradse实验方法为理论依据,分析软性磨粒流中固体相在近壁区的运动学和力学特性,得到适用于软性磨粒流加工的摩擦系数公式.采用标准k-ε模型和欧拉多相流模型对软性磨粒流进行数学描述;利用压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,对不同入口速度时流道内的固体相压力分布进行数值分析研究.数值模拟结果表明,软性磨粒流固体相的压力衰减程度与入口速度成反比,并且固体相在流道内的运动轨迹呈无序状态.利用动态分析三维显示系统对流道内的颗粒运动轨迹进行实验研究.结果显示,固体颗粒运动轨迹呈无序漩涡状,符合湍流形态的运动规律.搭建软性磨粒流加工平台并进行加工实验.实验结果表明,采用软性磨粒流的加工方法能够使工件表面粗糙度达到61.8 nm.     

充气天线初始构形的确定

充气天线的反射面是由柔性薄膜材料拼接而成的,针对其初始构形难以确定的问题,提出了反算法.首先利用公式计算出最优充气压力,对设计构形施加此压力,然后通过反算法得到初始构形,重复上述过程直到满足误差要求.算例结果表明:由此方法确定的初始构形在充气到给定压力后,与设计曲面的均方根误差满足天线结构设计允许的误差要求,从而能够满足天线电性能的要求.     

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制，利用PhotoModeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.