基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，具體設(shè)及一種基于輪廓反演 技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，屬于天線設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 反射面天線是一種典型的機(jī)電綜合電子裝備產(chǎn)品，隨著其向高頻段、高增益、高可 靠性及輕量化的方向不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)因素對(duì)電性能指標(biāo)的影響越來(lái)越明顯。其中，反射面天 線的反射面板既是天線的主要結(jié)構(gòu)，又是天線電磁場(chǎng)傳播的邊界條件，因此反射面板的結(jié) 構(gòu)性能如何是決定整個(gè)天線性能的關(guān)鍵所在。
[0003] 在反射面天線面板傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，面板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與天線整體的電設(shè)計(jì)分開(kāi) 獨(dú)立進(jìn)行。一方面，電設(shè)計(jì)工作人員為了滿足電性能指標(biāo)而對(duì)面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出過(guò)于苛刻 的精度要求，致使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員很難去滿足甚至是無(wú)法滿足其要求，而且有時(shí)即使產(chǎn)品達(dá) 到了精度要求卻未必能滿足電性能指標(biāo)；另一方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)，按照電設(shè)計(jì)人員提 出的要求來(lái)衡量某些天線，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品最終卻能出乎意料地滿足電性能 指標(biāo)的要求。
[0004] 反射面天線該種典型的機(jī)電綜合的特殊產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為電性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn) 服務(wù)的，因此其結(jié)構(gòu)因素設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)也應(yīng)該是為了實(shí)現(xiàn)電性能的最優(yōu)化。而通過(guò)表面 輪廓對(duì)天線電性能的影響關(guān)系相關(guān)研究工作發(fā)現(xiàn)，天線電性能最優(yōu)化可直接通過(guò)控制部分 結(jié)構(gòu)因素的相關(guān)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，直接使用電性能指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即進(jìn)行反射 面天線反射面板面向電性能的功能性設(shè)計(jì)工作是可行的，也是意義重大的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效提高反射面天線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的精度與 效率、基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0007] 一種基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括 W下步驟：
[000引 （1)、對(duì)反射面天線的反射面板進(jìn)行變形實(shí)驗(yàn)，使面板發(fā)生明顯變形；
[0009] (2)、對(duì)反射面天線的電性能進(jìn)行實(shí)測(cè)，得到天線實(shí)測(cè)電性能指標(biāo)；
[0010] (3)、對(duì)反射面天線的反射面板進(jìn)行實(shí)測(cè)，得到表面輪廓測(cè)試數(shù)據(jù)；
[0011] (4)、建立表面輪廓中各成分信息的最小特征參數(shù)集；
[0012] 巧）、W天線電性能指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，反演表面輪廓數(shù)學(xué)模型；
[0013] 化）、建立包含表面輪廓信息的反射面天線有限元模型；
[0014] (7)、建立反射面天線電磁分析模型，仿真得到天線仿真電性能指標(biāo)；
[0015] 巧）、將天線仿真電性能指標(biāo)與實(shí)測(cè)電性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，如果誤差符合精度要 求，則反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)結(jié)束；反之，重復(fù)步驟（2)至步驟巧），直到滿足精度要 求為止。
[0016] 前述的基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在 步驟（1)中，對(duì)反射面天線的反射面板進(jìn)行變形實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如下：
[0017] 在每塊面板上選13個(gè)位于反射面與福射梁中T型梁連接處的螺栓，并在螺栓處加 入墊片，使主反射面面板發(fā)生變形。
[0018] 前述的基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，前 述墊片具有S種不同的厚度，分別為S1 = 1. 5mm、S2 = 2mm、S3 = 3mm，用于使反射面節(jié)點(diǎn) 處分別產(chǎn)生1. 5mm、2mm和3mm的法向位移。
[0019] 前述的基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在 步驟（2)中，對(duì)反射面天線的電性能進(jìn)行實(shí)測(cè)的過(guò)程如下：
[0020] (2a)、保持副面和饋源不變，測(cè)試天線遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，得到天線的實(shí)測(cè)電性能指標(biāo)；
[0021] (化）、選擇電性能指標(biāo)變化最大的一組墊片尺寸數(shù)據(jù)作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0022] 前述的基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在 步驟（3)中，對(duì)反射面天線的反射面板進(jìn)行實(shí)測(cè)的過(guò)程如下：
[0023] (3a)、根據(jù)面板變形量值選擇輪廓測(cè)量?jī)x的金屬探頭觸針，前述觸針的半徑小于 面板變形幅值的均方根值的一半；
[0024] (3b)、確定面板的取樣長(zhǎng)度A和評(píng)定長(zhǎng)度L ;
[002引 （3c)、按照X向和y向等間距測(cè)量路徑均勻掃描面板，得到面板的表面輪廓測(cè)試數(shù) 據(jù)。
[0026] 前述的基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在 步驟（4)中，建立表面輪廓中各成分信息的最小特征參數(shù)集的過(guò)程如下：
[0027] (4a)、線性度成分相關(guān)參數(shù)是對(duì)面板表面輪廓誤差測(cè)量數(shù)據(jù)中呈線性變化的成分 的表征，用線性回歸的方法獲得線性度成分的表達(dá)式：
[002引 yi (X) = yio+SiX (1)
[0029] 式中，yi。為線性部分的截距，s 1為斜率，
[0030] 表征線性度成分的最小特征參數(shù)集為：
[003*1] Lg= {y 10, Sil 似
[0032] (4b)、周期性成分相關(guān)參數(shù)是對(duì)面板表面輪廓誤差測(cè)量數(shù)據(jù)中呈周期性變化成分 的表征，用非線性回歸的方法獲得周期性成分的表達(dá)式：
[0033] Yp(x) = yp〇+4sin(2frX/L) (3)
[0034] 其中，y。。為偏移量，d。為幅度，ft為頻率，L為取樣長(zhǎng)度，
[0035] 表征周期性成分的最小特征參數(shù)集為：
[0036] P = {ypo, 4, f J (4)
[0037] (4c)、不規(guī)則成分相關(guān)參數(shù)是對(duì)面板表面輪廓誤差測(cè)量數(shù)據(jù)中呈非周期、非隨機(jī) 變化成分的表征，用分形函數(shù)來(lái)表示不規(guī)則成分：
[00%]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于輪廓反演技術(shù)的反射面天線面板的功能性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 、對(duì)反射面天線的反射面板進(jìn)行變形實(shí)驗(yàn)，使面板發(fā)生明顯變形； (2) 、對(duì)反射面天線的電性能進(jìn)