基于面积坐标形函数的阵列天线变形检测方法

作     者：关迪 陈鸣 商晨 冷国俊 

作者机构：电磁空间安全全国重点实验室 西安电子科技大学机电工程学院 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52275542) 国家基础科研项目(JCKY2023210A004)资助 

主　　题：天线结构 变形重构 单元畸变 边界元理论 

摘      要：本研究针对薄板变形的畸变问题，提出了基于面积坐标形函数的重构方法。不同于传统的基于雅克比矩阵的等参转换方法，该方法引入面积坐标作为等参坐标与笛卡尔坐标之间的过渡，确保线性转换关系和形函数的二阶完备性。消除了等参转换中因单元畸变造成的精度下降隐患，增强了复杂结构变形重构模型的普适性。并考虑到工程实际中的传感器粘贴限制，基于经典Kirchhoff板的一阶剪切变形理论，提出了单面应变的重构方法。通过建立多目标粒子群优化模型，得到传感器单面布置的最优方案。在天线结构模型的仿真和实验验证中，最大变形60mm时，均方根误差RMSE为0.72mm，百分比误差PD为2.89%。该方法实现了天线结构变形的高精度重构，有望应用于可变形天线结构的设计制造中。