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随机参数反射面天线机电集成稳健优化设计

电波科学学报 2009年第6期24卷 1065-1070页

作者：马洪波段宝岩王从思西安电子科技大学机电科技研究所陕西西安710071

针对反射面天线风荷与结构参数具有随机性的特点,提出了随机因素下机电集成设计方法。首先,导出了随机因素下反射面天线电磁场与位移场的场耦合关系式。其次,提出了基于新关系式的机电集成稳健优化设计模型,给出了求解的策略与方法。最... 详细信息

针对反射面天线风荷与结构参数具有随机性的特点,提出了随机因素下机电集成设计方法。首先,导出了随机因素下反射面天线电磁场与位移场的场耦合关系式。其次,提出了基于新关系式的机电集成稳健优化设计模型,给出了求解的策略与方法。最后,将所提出的理论与方法应用于某8m与40m天线中,得到了满意的结果。

关键词：反射面天线随机因素场耦合关系式机电综合优化

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基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

系统工程与电子技术 2014年第1期36卷 9-15页

作者：连培园王伟张树新杨癸庚西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室陕西西安710071

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定... 详细信息

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。

关键词：反射面天线远场方向图反推模型馈源调整

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反射面天线结构的多工况机电耦合优化

机械科学与技术 2015年第9期34卷 1472-1476页

作者：尉飞中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

根据反射面天线结构的设计特点和工作特性,在传统多工况离散变量优化设计的基础上,通过引入天线增益损失,建立了以天线质量或增益为优化目标、结构加权应变能为约束的机电耦合优化模型。通过对某反射面天线结构的结构优化,将本文方法与... 详细信息

根据反射面天线结构的设计特点和工作特性,在传统多工况离散变量优化设计的基础上,通过引入天线增益损失,建立了以天线质量或增益为优化目标、结构加权应变能为约束的机电耦合优化模型。通过对某反射面天线结构的结构优化,将本文方法与传统优化方法进行了对比分析。数值结果表明:采用传统优化方法即使增加天线结构刚度也未必能提高天线的电性能。而通过耦合优化设计,在容许的设计范围内,既能保证天线的电性能指标,又能满足结构的刚度要求。

关键词：多工况机电耦合反射面天线结构优化

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大型宽带反射面天线的机电耦合分析

西安电子科技大学学报 2009年第3期36卷 473-479页

作者：李鹏郑飞季祥西安电子科技大学机电科技研究所陕西西安710071

大型宽带反射面天线的机电耦合分析中,存在结构网格和电磁网格不匹配,不同频段分析需要不同的网格等问题.针对这些问题,使用口径面法建立机电耦合模型;从结构网格出发,推导结构网格和电磁网格之间的转换矩阵;根据不同频段电磁分析要求,... 详细信息

大型宽带反射面天线的机电耦合分析中,存在结构网格和电磁网格不匹配,不同频段分析需要不同的网格等问题.针对这些问题,使用口径面法建立机电耦合模型;从结构网格出发,推导结构网格和电磁网格之间的转换矩阵;根据不同频段电磁分析要求,确定计算结点数目.使用网格转换矩阵结合三角形单元的Gauss积分公式分析大型宽带反射面天线的机电耦合模型.相对于使用FEKO软件,避免了繁琐的网格处理,节省了计算时间;相对于常用的积分方法,有更高的计算精度.仿真实例表明该分析方法是正确的和有效的,能够用于大型宽带反射面天线的机电耦合分析.并将该方法应用于某40 m抛物面天线工程中,分析结果与工程实际经验符合.

关键词：反射面天线机电耦合网格转换矩阵 Gauss积分公式

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一种反射面天线面板装配优化方法

计算机集成制造系统 2020年第6期26卷 1679-1690页

作者：王豆段晓强邵晓东高峰西安理工大学陕西省制造装备重点实验室陕西西安710048

为提高大型反射面天线形面装配精度及装配效率,提出一种反射面天线面板装配优化方法。该方法从装配工艺入手,基于传统遗传算法的思想,建立了天线装配序列规划的遗传算法数学模型,其适应度函数包含了对装配变形、装配周期及装配人工消耗... 详细信息

为提高大型反射面天线形面装配精度及装配效率,提出一种反射面天线面板装配优化方法。该方法从装配工艺入手,基于传统遗传算法的思想,建立了天线装配序列规划的遗传算法数学模型,其适应度函数包含了对装配变形、装配周期及装配人工消耗等方面的评价,考虑到装配精度和装配过程中的功耗,为相应的项赋予权重使其达到多目标优化的目的;同时,建立了天线装配的有限元仿真模型,对遗传算法得到的装配序列结果进行了面向装配过程的面板装配变形动态仿真,并将仿真结果反馈于装配序列规划模型的评价中,及时对遗传算法所求得最优解作出准确评估。以某工程9 m圆抛物面天线的面板装配为例,讨论了不同目标函数时的算法结果和仿真结果,分别求得了精度最高的装配序列、经济度最好的装配序列,以及考虑同时提高装配精度和增强经济度的装配序列。从而证明了所建立的反射面装配遗传算法数学模型的正确性及所提天线装配序列规划方法的高效性。

关键词：反射面天线面板装配装配序列规划多目标遗传算法

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反射面天线焦面场采样研究与相控阵馈源设计

电波科学学报 2022年第1期37卷 58-66页

作者：田佳怿杜彪伍洋刘胜文中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

为了设计高性能的相控阵馈源(phased array feed, PAF),通过反射面天线焦面场最优采样的研究,给出了PAF参数与天线口径效率之间的关系,总结了PAF的最优采样范围和单元间距,导出了PAF单元数量的计算公式.给出了一个9 m天线的PAF设计实例... 详细信息

为了设计高性能的相控阵馈源(phased array feed, PAF),通过反射面天线焦面场最优采样的研究,给出了PAF参数与天线口径效率之间的关系,总结了PAF的最优采样范围和单元间距,导出了PAF单元数量的计算公式.给出了一个9 m天线的PAF设计实例和性能分析,在4~7 GHz频率范围内,扫描范围为±3°时,天线口径效率大于51%,验证了本文分析与设计方法的正确性,该方法可用于指导PAF的工程设计.

关键词：反射面天线多波束相控阵馈源(PAF) 焦面场共轭场匹配

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宽角扫描赋形对称单反射面天线的优化设计

电波科学学报 2005年第5期20卷 627-631页

作者：刘少东焦永昌张福顺西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室陕西西安710071

为满足宽角扫描的要求,基于几何光学理论对一种对称单反射面天线进行了赋形设计。以扫描口径面上射线路径的方差为目标函数,采用Powell方法极小化该函数,最终确定出了反射面的方程、特定扫描角度下的馈源位置以及馈源对反射面的照射区域... 详细信息

为满足宽角扫描的要求,基于几何光学理论对一种对称单反射面天线进行了赋形设计。以扫描口径面上射线路径的方差为目标函数,采用Powell方法极小化该函数,最终确定出了反射面的方程、特定扫描角度下的馈源位置以及馈源对反射面的照射区域,实现了天线扫描工作时的最小增益损失和最高口径利用效率。分析结果表明,所设计的单反射面天线在宽角扫描范围内,方向图无大的畸变,增益损失很小,副瓣电平达到了设计要求。本文赋形方法为宽角扫描双反射面天线的赋形设计奠定了基础。

关键词：宽角扫描几何光学反射面天线优化设计

极小极大值法在赋形反射面天线设计中应用研究

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电波科学学报 2011年第2期26卷 280-285页

作者：张新刚吴刚钟鹰中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100

为了使星载天线的远场方向图与服务区的形状相匹配,并在服务区内获得高的增益和交叉极化隔离度,通过雅可比-贝塞尔(Jacobi-Bessel)函数来表示反射面的形状,应用极小极大值(Minimax)算法对单偏置抛物反射面天线进行优化设计。在优化过程... 详细信息

为了使星载天线的远场方向图与服务区的形状相匹配,并在服务区内获得高的增益和交叉极化隔离度,通过雅可比-贝塞尔(Jacobi-Bessel)函数来表示反射面的形状,应用极小极大值(Minimax)算法对单偏置抛物反射面天线进行优化设计。在优化过程中,把表征反射面形状的展开系数作为优化参数,利用物理光学(PO)与物理绕射理论(PTD)相结合的方法来计算远场,同时考虑了天线的增益和交叉极化隔离度,并对反射面的形变量加以限制来保证最终优化得到的星载反射面天线能够应用现有技术和材料加工出来。最后以产生一个覆盖巴西全部领土的赋形波束为例进行了优化设计,数值仿真结果表明:在服务区内主极化增益都高于28.5 dBi,交叉极化隔离度都在21 dB以上。

关键词： Minimax 赋形波束反射面天线优化

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基于不同网格形式的反射面天线方向图分析

系统工程与电子技术 2009年第2期31卷 347-351页

作者：李鹏张志华王伟郑飞西安电子科技大学机电科技研究所陕西西安710071

反射面天线远场方向图分析中需要数值积分。分别针对扇形、三角形和四边形三种不同的积分网格形式,推导出相应的Gauss积分公式。对于扇形单元使用极坐标形式的Gauss积分公式,对于三角形单元使用面积坐标的Gauss积分公式,并将其推广到四... 详细信息

反射面天线远场方向图分析中需要数值积分。分别针对扇形、三角形和四边形三种不同的积分网格形式,推导出相应的Gauss积分公式。对于扇形单元使用极坐标形式的Gauss积分公式,对于三角形单元使用面积坐标的Gauss积分公式,并将其推广到四边形单元。与常用的梯形积分相比,给出的积分公式能够有效减少计算时间,提高计算精度。与Hammer积分相比,给出的公式可以取得更高的精度,并且可以应用于四边形网格。通过仿真实验,讨论了网格划分形式与密度对积分精度的影响,仿真结果也表明了该公式的有效性和正确性。

关键词：反射面天线机电耦合数值分析 Gauss积分公式网格划分