一种构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法技术

本发明专利技术属于可展开天线技术领域，公开了一种构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法包括：输入赋形面方程、天线口径与最大索网支撑杆长；赋形面的模块划分；计算临时索网节点坐标；赋形面的球面拟合；计算桁架上弦杆长度；赋形面的分区域拟合与支撑杆长计算；计算中间层模块的桁架中心坐标；计算中间层模块的桁架节点坐标；计算外层模块的桁架中心坐标；修正内层模块的桁架节点坐标；计算外层模块的桁架节点坐标；判断是否计算外层模块的桁架中心坐标；计算模块下桁架节点坐标；输出桁架支撑面形。本发明专利技术实现了构架式赋形面天线的分区域拟合以及模块化桁架支撑面形的确定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法


[0001]本专利技术属于可展开天线
，尤其涉及一种构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法。

技术介绍

[0002]目前，随着通信技术的快速发展，大口径、高精度可展开天线逐渐成为未来发展的主要趋势。构架式天线采用模块化思想，通过改变模块数量与尺寸来增大天线的口径，并且因其具有高收纳比、高精度、高刚度、稳定性好等优点得到广泛应用。模块化支撑桁架是构架式天线的主体，起到支撑天线并保证其反射面精度的重要作用，因此，构架式天线的桁架支撑面形确定对整个天线的设计具有重要作用。
[0003]田大可在文献“多模块构架式空间可展开天线背架的几何建模”(西安交通大学学报2011 Vol.45No.1:111
‑
116)中通过将平面正六边形中心及其六个顶点投影到拟合球面上确定上桁架节点坐标，并将其延伸至半径更大的同心球面上确定下桁架节点坐标。该方法在确定标准抛物面的桁架支撑面形时，具有一定的可行性，但在处理赋形面天线时，由于球面拟合赋形面的误差较大使得索网支撑杆长度过长，导致支撑杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，具体过程为：步骤一，输入赋形面方程、天线口径以及最大索网支撑杆长度；对赋形面天线进行模块划分，通过天线物理口径面积与六边形面积总和相等确定天线的模块数以及六边形边长；步骤二，根据已知的六边形边长确定赋形面天线的临时索网节点坐标；使用最小二乘法对赋形面进行球面拟合，计算其球心坐标和球面半径；根据已知的拟合球心坐标、球面半径确定桁架上弦杆长度；步骤三，对赋形面天线进行区域划分并对各个区域使用最小二乘法进行球面拟合，在计算其球心坐标与球面半径的同时，需使得索网支撑杆长度满足要求；计算中间层模块的桁架中心坐标，计算中间层模块的桁架节点坐标；以中间层为基准上下偏移计算外层模块的桁架中心坐标；步骤四，修正内层模块的桁架节点，需使得相关节点与外层桁架的中心距离与模块上弦杆长度相等；计算外层模块的桁架节点坐标，判断是否重新执行步骤三中以中间层为基准上下偏移计算外层模块的桁架中心坐标；步骤五，根据已知的球心坐标以及上桁架节点坐标确定下桁架节点坐标，输出确定的桁架支撑面形。2.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述步骤一中，对赋形面天线进行模块划分具体过程为：将整个赋形面划分成多个正六边形，其中正六边形的拓扑形式是分环拓扑，即沿径向拓扑、周向列阵，按照下式计算正六边形边长：其中S
D
为天线口径面面积，L为正六边形边长，N为分环数，即径向拓扑次数。3.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述步骤二中，确定临时索网节点坐标，具体过程为：将所有正六边形模块划分成多个大小相等的等边三角形，随后将等边三角形的顶点投影到赋形面上计算出临时索网节点坐标。4.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述步骤二中，赋形面的球面拟合具体过程为：根据临时索网节点坐标对赋形面进行最小二乘法拟合，确定拟合球心坐标以及拟合球面半径；确定桁架上弦杆长度，具体过程为：根据拟合球面半径和模块分环数，按照下式计算桁架上弦杆长：其中L
t
为模块上弦杆长度，γ为取值略大于1的比例系数，R为拟合球面半径，L
n
为赋形面上左右边界两点的距离，N为分环数。5.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所
述步骤三中，赋形面的分区域拟合与确定支撑杆长，具体过程为：将赋形面划分成多个区域，分别对各区域进行最小二乘法拟合，计算各拟合区域的拟合球心坐标、拟合球面半径以及拟合误差；按照下式计算各区域最大支撑杆长度，使其皆小于给定的最大支撑杆长：L＝max(δ
Max
‑
δ
Min
,δ
Min
‑
δ
Max
)+0.1；其中L为最大支撑杆长度，δ
Max
为拟合误差最大值，δ
Min
为拟合误差最小值；计算中间层模块的桁架中心坐标具体过程为：按照下式计算中间层模块的桁架中心坐标：其中(x
nj
,y
nj
,z
nj
)为第n层第j个模块的桁架中心坐标，(a
i
,b
i
,c
i
)为区域拟合球心坐标，R
i
为区域拟合球面半径，(x
njk
,y
njk
,z
njk
)为第n层第j个模块的第k个桁架节点坐标，L
t
为上弦杆长。6.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述步骤三中，计算中间层模块的桁架节点坐标具体过程为：按照下式计算中间层模块在局部坐标系下的桁架节点坐标：其中(x
njk
,y
njk
,z
njk
)为第n层第j个模块的第k个桁架节点坐标，L
t
为上弦杆长，α为上弦杆与六个桁架节点所在平面的夹角，β为各节点在其所在平面绕中心的分布角度，全局坐标系下的桁架节点坐标需经过坐标变换。7.如权利要求1所述构架式赋形面天线模块化桁架支撑面形确定方法，其特征在于，所述步骤三中，计算外层模块的桁架中心坐标具体过程为：以中间层为基准上下偏移计算外层模块的桁架中心坐标，当所在层数与中间层奇偶一致时，按照下式计算外层模块的桁架中心坐标：当j＝1时：当j＞1时：
其中j代表模块在其所在层的顺序，(x
nj
,y
nj
,z
nj
)为第n层第j个模块的桁架中心坐标，(a
i
,b
i
,c
i
)为区域拟合球心坐标，R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树新，潘海洋，张顺吉，曹政，于亦奇，李昊天，闫雷东，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：