赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法技术

本发明专利技术公开了一种赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，具体包括如下步骤：步骤1，确定网状天线反射面的基本电参数和几何参数；步骤2，确定具有赋形要求的区域所对应的天线远场观测点和赋形区域的增益要求；步骤3，根据偏置抛物面的初始几何形状，通过网格划分生成网状反射面的初始几何构型；步骤4，建立并求解网状反射面赋形波束设计的优化模型，得到赋形网状反射面；步骤5，判断步骤4得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；步骤6，输出各个迭代步中能够满足电性能要求的赋形反射面构型，其中反射面节点数目最少的构型即为赋形网状反射面的最优几何拓扑构型。本发明专利技术使得赋形网状天线的反射面结构复杂度最低。

【技术实现步骤摘要】
赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法
本专利技术属于雷达天线
，涉及一种赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法。
技术介绍
在卫星通信、侦察等应用中，为了提高能量的利用效率并满足特殊方向图形状的要求，往往要求星载天线具有赋形波束，即波束可准确覆盖所要求的任何地面形状。星载天线一般采用“赋形反射面-单馈源”方案来实现满足要求的赋形波束，即仅使用一个馈源，通过赋形反射面设计，改变电磁波相位分布，将笔形波束转变为赋形波束。另一方面，周边桁架式可展开网状天线作为一种典型的星载可展开天线，由于其口径大、质量轻、结构稳定性好等特点而备受欢迎。因此，很有必要研究如何基于周边桁架式可展开天线结构来实现网状反射面的赋形波束设计。周边桁架式可展开网状天线近年来备受各国宇航界关注，其结构组成主要包括可展开的周边桁架、金属反射网、前索网、后索网以及纵向调整索结构。前索网主要用于支撑所铺设的金属反射网，后索网主要起平衡作用，纵向调整索用于调节前索网，使得金属反射面形成所需要的形面。网状反射面并非连续光滑曲面，是由一系列平面片拼合而形成抛物面形状。通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：/n步骤1，确定网状天线反射面的基本电参数和几何参数，包括：天线的工作频带的中心频率值f

【技术特征摘要】
1.赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，确定网状天线反射面的基本电参数和几何参数，包括：天线的工作频带的中心频率值f0，工作频率区间[fl,fu]，天线的光学口径D、反射面焦距F、反射面偏置距离p；
步骤2，确定具有赋形要求的区域所对应的天线远场观测点(AZi,ELi)和赋形区域的增益要求Di(k)≥Dobj；其中，(AZi,ELi)表示第i个远场观测点的角度坐标，Di(k)为第k个工作频点下第i个远场观测点处的增益值，Dobj为赋形区域所要求的目标增益值，Nfar为远场观测点数目；
步骤3，根据偏置抛物面的初始几何形状，通过网格划分生成网状反射面的初始几何构型；
步骤4，建立并求解网状反射面赋形波束设计的优化模型，得到赋形网状反射面；
步骤5，判断步骤4得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；若满足，则缩减反射面节点数目，更新反射面网格，并返回步骤4对更新后的反射面进行赋形设计；若不满足，则执行步骤6；
步骤6，输出各个迭代步中能够满足电性能要求的赋形反射面构型，其中反射面节点数目最少的构型即为赋形网状反射面的最优几何拓扑构型。


2.根据权利要求1所述的赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程如下：
步骤3.1，根据偏置抛物面的切割方式，确定反射面的初始几何形状；记OXYZ为天线全局坐标系，oxyz为索网天线局部坐标系；
步骤3.2，根据步骤3.1确定的反射面初始几何形状，在天线局部坐标系oxyz中，采用经典准测地线网格形式对网状反射面进行网格划分，生成反射面索网的初始几何构型；
步骤3.3，将步骤3.2生成的反射面索网的初始几何构型对应的节点坐标信息和索段拓扑连接关系信息整理成固定格式的数据文件；将反射面节点分为内部节点和边界节点两类，其中边界支撑节点及与其相连的节点均定义为边界节点，用NODEin、NODEb分别表示内部节点和边界节点组成的集合。


3.根据权利要求2所述的赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程如下：
步骤4.1，确定设计变量Δr；
在天线局部坐标系oxyz中，将网状反射面的自由节点坐标r相对于初始位置的变化量作为设计变量，即Δr＝[Δx,Δy,Δz]T，其中，Δx＝[Δx1,Δx2…,Δxn]T，Δy＝[Δy1,Δy2…...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨癸庚，汤奥斐，元振毅，杨振朝，郭伟超，李淑娟，孔令飞，李言，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61