基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，具体步骤包括：输入伞状天线结构参数与电参数；计算天线肋的分段数；计算肋上点的坐标；计算相邻肋间点的坐标；生成伞状天线所有节点坐标；计算节点光程差正比向量；计算节点吻合几何阵；计算加权矩阵；计算最佳吻合参数列向量；输出伞状天线轴向精度；判断轴向精度是否满足要求；输出伞状天线结构参数；更新伞状天线结构参数。本发明专利技术考虑了伞状天线采用面片拼合而成的特点，基于最佳吻合抛物面的概念对伞状天线轴向精度进行分析，并将天线电参数引入到轴向精度的计算中，通过最佳吻合参数获得伞状天线的轴向精度；本发明专利技术可指导伞状天线的机械结构设计与机电集成优化设计。

【技术实现步骤摘要】
基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法
本专利技术属于雷达天线
，具体涉及雷达天线领域中的一种基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法。
技术介绍
由天线肋、金属反射丝网、张力索网等组成的伞状天线是星载天线结构的一种。由于其具有结构简单、重量轻、低成本的优点，伞状天线在航天应用中具有广泛的应用前景。由于伞状天线采用柔性的金属丝网构成天线反射面，其不可避免地引入面片拼合误差，即伞状天线概念设计阶段的原理性误差。虽然现有文献针对伞状天线原理误差进行了计算与评估，但其均从单学科结构领域出发，没有考虑到伞状天线口径场幅度分布，也就没有将伞状天线电参数中的口径场幅度分布函数引入到精度的计算中。因此，有必要从机电集成的角度，将伞状天线口径场幅度分布以加权因子的形式引入到轴向精度的计算中，即从最佳吻合抛物面的概念出发，进行机电集成的伞状天线轴向精度分析。李小平和徐德红在论文“网状可展开天线两种网面成形方式分析”(电子机械工程，2010年第26卷第1期，38-40)总结了网状可展开天线两种网面成形方式，给出了伞状天线的表面均方根值误差计算公式。该公式从单学科的角度出发，没有考虑到本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入伞状天线结构参数与电参数输入用户提供的伞状天线的结构参数与电参数；其中结构参数包括伞状天线口径、焦距、偏置距离、肋数和轴向精度设计要求；电参数包括工作波长、天线口径场幅度分布函数；(2)根据用户提供的天线结构参数与电参数计算天线肋的分段数；(3)根据用户提供的天线结构参数与肋的分段数，计算肋上点的坐标；(4)计算相邻肋间点的坐标根据相邻肋构成抛物柱面的特性，结合肋上点坐标计算相邻肋间点的坐标；根据伞状天线圆形口径的闭合特性，计算第N根肋与第1根肋构成的肋间点的坐标；(5)生成伞状天线所有节点坐标将计算得到的肋上...

【技术特征摘要】
1.基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)输入伞状天线结构参数与电参数输入用户提供的伞状天线的结构参数与电参数；其中结构参数包括伞状天线口径、焦距、偏置距离、肋数和轴向精度设计要求；电参数包括工作波长、天线口径场幅度分布函数；(2)根据用户提供的天线结构参数与电参数计算天线肋的分段数；(3)根据用户提供的天线结构参数与肋的分段数，计算肋上点的坐标；(4)计算相邻肋间点的坐标根据相邻肋构成抛物柱面的特性，结合肋上点坐标计算相邻肋间点的坐标；根据伞状天线圆形口径的闭合特性，计算第N根肋与第1根肋构成的肋间点的坐标；(5)生成伞状天线所有节点坐标将计算得到的肋上点、相邻肋间点的坐标与原点坐标合并在一起得到伞状天线所有节点坐标；(6)计算节点光程差正比向量在获得伞状天线所有节点坐标的基础上，计算所有节点轴向位移的无因次量，在获得所有节点轴向位移的无因次量的基础上，计算节点光程差正比向量；(7)计算节点吻合几何阵在获得伞状天线所有节点坐标的基础上，计算所有节点坐标的无因次量，在获得所有节点坐标的无因次量的基础上，计算节点吻合几何阵；(8)计算加权矩阵在获得所有节点坐标的无因次量的基础上，结合用户输入的天线口径场幅度分布函数，计算节点加权因子；在获得所有节点加权因子的基础上，计算加权矩阵；(9)计算最佳吻合参数列向量；(10)输出伞状天线轴向精度在获得最佳吻合参数列向量的基础上，按照下式输出伞状天线轴向精度其中，δ表示伞状天线轴向精度，B表示节点光程差正比向量，V表示节点吻合几何阵，H表示最佳吻合参数列向量，Q表示加权矩阵；(11)判断轴向精度是否满足要求判断最佳吻合参数下伞状天线轴向精度是否满足轴向精度设计要求，如果满足要求则转至步骤(12)，否则转至步骤(13)；(12)输出伞状天线结构参数当最佳吻合参数下伞状天线轴向精度满足轴向精度设计要求时，输出伞状天线结构参数；(13)更新伞状天线结构参数当最佳吻合参数下伞状天线轴向精度不满足轴向精度设计要求时，更新伞状天线结构参数，转至步骤(1)。2.如权利要求1所述的基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，其特征在于，步骤(2)中天线肋的分段数按照下式进行选择计算：其中，λ为工作波长，D为伞状天线口径，m为需要确定的天线肋的分段数，m取满足上式条件的整数。3.如权利要求1所述的基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，其特征在于，步骤(3)中根据用户提供的天线结构参数与肋的分段数，按照下式计算肋上点的坐标：其中，xi,j、yi,j、zi,j分别为肋上点的x向坐标、y向坐标与z向坐标，下标i表示肋编号，下标j表示所在肋上点编号，D表示伞状天线口径，m表示天线肋的分段数，π表示圆周率，N表示肋数，f表示伞状天线焦距，肋编号i的取值范围为从1到N，肋上点编号j的取值范围为从1到m。4.如权利要求1所述的基于最佳吻合参数的伞状天线结构参数优化设计方法，其特征在于，步骤(4)中：4a)根据相邻肋构成抛物柱面的特性，结合肋上点坐标按照下式计算相邻肋间点的坐标：其中，xi,j,k、yi,j,k、zi,j,k分别为相邻肋间点的x向坐标、y向坐标与z向坐标，下标i表示肋编号，下标j表示所在肋上点编号，下标k表示相邻肋间点在对应肋上点之间的编号，肋编号i的取值范围为从1到N-1，肋上点编号j的取值范围为从2到m，相邻肋间点在对应肋上点之间的编号k的取值范围为从1到j-1，xi,j、y...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树新，段宝岩，张逸群，杜敬利，李鹏，杨东武，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61