基于面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法，具体步骤包括：输入伞状天线结构参数与电参数；计算伞状天线最优焦距；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；计算面片平面方程系数；计算三角形边方程系数；计算三角形投影面积；计算三角形面片轴向误差；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，基于面片积分公式对伞状天线进行轴向精度分析，可指导伞状天线的机械结构设计与机电集成优化设计。

An optimal design method of umbrella antenna structure based on patch integral formula

The invention discloses an umbrella antenna structure optimization design method based on surface integral formula, the specific steps include: input umbrella antenna structure parameters and electrical parameters; calculating the optimal focal length of umbrella antenna segments; calculate antenna rib; coordinate calculation of rib point calculation; adjacent point coordinate intercostal; all nodes generate umbrella antenna coordinate calculation; facet plane equation coefficient; calculation of triangle equation coefficient; calculation of the triangular projection area calculation; triangle axial error; output umbrella antenna axial accuracy; determine the axial precision whether it meets the requirements; the output of umbrella antenna structure parameters; update the umbrella antenna structure parameters. The invention considers the characteristics of umbrella antenna using facet plates, surface integral formula of axial of umbrella antenna based on the precision analysis, mechanical structure design and electromechanical integrated optimization design of guide umbrella antenna.

【技术实现步骤摘要】
基于面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法
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面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法。
技术介绍
作为星载可展开天线的一种，伞状天线是一类较早开始研究并投入应用的星载可展开天线。利用柔性金属丝网与刚性肋的特点设计而成的伞状天线正被逐渐被应用于高增益、轻质量的星载天线设计中。伞状天线采用柔性金属丝网构成天线反射面，不可避免地引入面片拼合误差，即伞状天线概念阶段需要进行考虑的原理误差。与此同时，伞状天线在轨受到热冲击、姿态变轨等外部载荷影响，其反射面形状也会发生变形，导致电性能恶化。如何有效准确计算伞状天线的表面误差是进行伞状天线详细机械结构设计与机电集成优化设计的前提。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；但该公式仅仅考虑了伞状天线的原理误差，对于在任一工况下的表面变形难以给出通用的计算过程。王从思等和冷国俊等分别在论文“天线表面误差的精确计算方法及电性能分析”(电波科学学本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法，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；(2)计算伞状天线最优焦距根据用户提供的天线结构参数，按照下式计算伞状天线最优焦距

【技术特征摘要】
1.基于面片积分公式的伞状天线结构优化设计方法，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；(2)计算伞状天线最优焦距根据用户提供的天线结构参数，按照下式计算伞状天线最优焦距其中，fs表示伞状天线最优焦距，下标s表示区别于理想天线的伞状天线，f表示用户输入的伞状天线结构参数中的焦距，π表示圆周率，N表示肋数；(3)根据用户提供的天线结构参数与电参数计算天线的肋的分段数；(4)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；(5)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；(6)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；(7)计算面片平面方程系数根据伞状天线所有节点信息，按照下式计算面片平面方程系数其中，A、B、C分别为面片平面方程的三个系数，a、b、c分别为三角形面片顶点，xa、ya、za表示编号为a的三角形顶点直角坐标，xb、yb、zb表示编号为b的三角形顶点直角坐标，xc、yc、zc表示编号为c的三角形顶点直角坐标；(8)计算三角形边方程系数根据伞状天线节点坐标，按照下式计算三角形三条边方程的系数1其中，a、b、c分别为三角形面片顶点，Kab、Lab分别为以三角形顶点a、b构成的边方程的两个系数，下标ab表示三角形顶点ab构成的边，Kac、Lac分别为以三角形顶点a、c构成的边方程的两个系数，下标ac表示三角形顶点a、c构成的边，Kbc、Lbc分别为以三角形顶点b、c构成的边方程的两个系数，下标bc表示三角形顶点b、c构成的边，xa、ya、za表示编号为a的三角形顶点直角坐标，xb、yb、zb表示编号为b的三角形顶点直角坐标，xc、yc、zc表示编号为c的三角形顶点直角坐标；(9)计算三角形投影面积根据伞状天线节点坐标与三角形边方程系数，按照下式计算三角形投影面积其中，S表示三角形投影面积，xa、xb、xc表示三角形编号为a、b、c的三个顶点在x方向上的直角坐标，Kab、Lab分别为以三角形顶点a、b构成的边方程的两个系数，下标ab表示三角形顶点ab构成的边，Kac、Lac分别为以三角形顶点a、c构成的边方程的两个系数，下标ac表示三角形顶点a、c构成的边，Kbc、Lbc分别为以三角形顶点b、c构成的边方程的两个系数，下标bc表示三角形顶点b、c构成的边，dydx表示在三角形投影面上进行积分运算，积分变量分别为y、x分量；(10)计算三角形面片轴向误差10a)根据伞状天线结构参数、面片平面方程系数和最优焦距，计算面片内部点轴向误差Δ＝A·x+B·y+C-(x2+y2)/4f-(f-fs)其中，Δ表示面片内部点轴向误差，A、B、C分别为面片平面方程的三个系数，f为伞状天线结构参数中的焦距，fs为伞状天线最优焦距，下标s表示区别于理想天线的伞状天线，x、y表示节点直角坐标；10b)根据面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树新，张顺吉，段宝岩，黄进，张逸群，席延，
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