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共形承载天线(Conformal load-bearing antenna structure,CLAS)将微带天线和防护结构封装为一体,是一种可安装于飞行器外蒙皮的新型天线结构。针对封装过程中防护罩体内存在空腔、气泡等制造缺陷,根据透射理论和射线追踪-表面积分方法,提出一种由天线远场特性反演缺陷几何特征的方法。推导出远场到罩体透射系数以及透射系数到罩体材料厚度的两个反演公式,两者结合可实现由测量远场到罩体缺陷几何特征的反演,并进一步推广至多层罩体。通过一个12.5 GHz的4单元共形承载天线进行数值仿真试验,仿真结果表明反演模型理论精度高,有效性好。基于该算例,对所提出的反演模型进行误差分析,分析结果表明当远场测量精度满足幅度误差小于0.45 d B,相位误差小于±5°时,反演结果的误差小于10%,该精度完全可以满足工程使用的精度要求。 相似文献
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为了解决某机载吊舱中偶极子天线在振动试验时电缆和承力结构出现裂纹的问题,本文通过模态仿真和振动试验结合的方法对其进行了研究。建立天线结构有限元网格模型,进行模态仿真,仿真结果与试验现象一致。根据仿真结果分析发现导致开裂问题的模态类型,其中低阶振动模态导致底板位移,引起安装的电缆自身弯曲振动,最终导致开裂的连锁反应。分析发现广义质量占比参数可帮助判断模态主振型。通过增加支撑和使用新材料的方法对天线进行结构优化设计,并对各方案进行仿真和比较,选取合适的实施方案。优化后的天线顺利通过振动试验考核。 相似文献
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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。 相似文献
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针对不同结构形式的雷达天线座预埋件运用有限单元法进行了分析、计算。根据实际工况选择体单元建立了三种不同预埋件的有限元模型;给出了预埋件模型计算的边界条件;在有限单元模型上加载边界条件,根据线性理论解算得出计算结果,并且根据计算结果对三种不同的天线座预埋件结构形式进行分析,结合安装过程给出以后预埋件设计的建议。 相似文献
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为了实现高铁平台卫通天线易共形要求,同时满足高运行速度载荷和安装工况需求,文中采用自顶向下设计思路完成超低轮廓天线罩结构设计。在保证天线罩实现大入射角和高透波性能的前提下,首先考虑具备良好气动性能的工业设计方案,并对天线罩的结构强度、刚性和气动外形进行详细设计;同时对承载部件底罩进行静力学、谐响应仿真分析和优化,保证底罩满足一体化天线传动系统安装精度要求;最后完成罩体在高动态下的流固耦合仿真分析与优化。结论表明天线罩可满足电性能、机械性能和载车平台要求。 相似文献
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采用断口形貌观察、化学成分测试、显微组织分析及力学性能测试等方法对某核电站汽轮机旁排阀紊流罩的开裂原因进行了分析。结果表明:该紊流罩的开裂形式为疲劳脆性开裂;材料化学成分不符合标准使其强度降低,安装时紊流罩上端面的定位孔没有对中,工作时气流通过产生的磨损及震动使得该处应力集中较大,导致裂纹在紊流罩的外侧凸缘表面萌生;在长期循环热应力作用下,裂纹沿最小承载力的截面扩展,最终紊流罩开裂。建议采取材料复验措施,减少不合格材料的流入,对安装过程严格要求,避免定位不中,减小磨损及震动引起的应力集中。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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Min Sue Kim Sang Rak Kim Seog Young Han Byung Ju Yi 《Journal of Mechanical Science and Technology》2007,21(12):2041-2047
A material mixing method was suggested to obtain an optimal topology for a multiple material structure with multiple thermal
criteria, based on Evolutionary Structural Optimization (ESO). To examine the validity of the method, it was applied to a
printed circuit board (PCB) substrate. The overall efficiency of material usage in a PCB substrate was measured in terms of
the combination of thermal stress and heat flux density by using a combination strategy with weighting factors. A Pareto optimal
topology solution having multiple thermal criteria was obtained. The effects of weighting factors for multiple thermal criteria
as well as mechanical boundary conditions on optimal topologies were investigated. It was found that as the weighting factor
for heat flux density becomes larger, the sizes of holes at the center portion become larger in order to dissipate thermal
energy much more efficiently. It was also found that as the magnitudes of the heat conduction are getting larger, a similar
tendency of the optimal topologies is obtained to the above. The thermal stress on the clamped four sides is larger than that
on the two sides clamped. It is verified that the suggested material mixing method works very well for topology optimization
of a PCB substrate for various mechanical boundary conditions with multiple thermal criteria. 相似文献
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大型反射面天线电磁场与位移场场耦合模型及其在65 m口径天线设计中的应用 总被引:2,自引:0,他引:2
针对大型反射面天线设计机电分离的现状,基于电磁场与结构位移场的场耦合理论模型,建立以天线电性能为目标,结构拓扑形式为设计变量,同时满足自重、强度等约束条件的优化设计模型。详细讨论场耦合分析模型的分析方法,并指出将拓扑变量引入机电综合优化模型时带来的基结构规模过于庞大的问题。利用虚实单元的当前受力状态和潜在受力状态来判断杆件是否应加入到基结构中去,并以此降低了优化模型的求解规模,使得所提方法更加适宜在工程中应用。考虑到天线副面调整的对电性能的补偿效果,在优化模型中加入副面调整设计变量。提出求解策略和方法,进行大量的数值计算。进而应用于深空探测65 m口径反射面天线的工程设计中,取得了满意的结果。 相似文献
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星载索网反射面天线是由张拉索、膜以及支撑梁单元构成的组合结构,具有高度几何非线性,天线内部索、膜单元的张力不易控制.针对索、膜-桁架反射面天线结构中,索、膜张力确定的非线性问题,文中提出了一种张力设计的2步法:第1步,仅考虑索、膜结构,根据各向同性应力假设,推导了膜结构的平衡矩阵和平衡方程,在此基础上,建立以索、膜张力为设计变量,以索、膜张力均匀性为目标的优化模型,为避免索松弛和膜褶皱,引入相应张力约束;第2步,考虑梁结构的弹性变形对索膜张力和天线均方根误差的影响,采用逆迭代法对索膜张力予以修正.某6m天线的算例表明,该方法可在一定程度上有效控制索膜张力的分布,快速得到一组平衡的索膜预张力. 相似文献