大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法

摘要

本发明涉及一种大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法，所述方法通过分解大口径反射面天线的结构变形，将天线结构变形的主要项反射面的变形分解为组成反射面的每一块面板的位移和旋转，首先计算理想情况下每块面板的散射方向图，然后根据每块面板的位移和旋转对其散射方向图进行修正，再将修正后的每块面板的散射方向图叠加，得到结构变形后天线的方向图，进而计算反射面天线各项技术指标的变化。通过将大尺度的二维积分变为叠加，从而有效缩短分析的计算时间。所述方法适用于各种大口径反射面天线结构变形对电性能影响的分析。

说明书

技术领域

本发明公开了一种大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法，能够有效缩短天线结构变形对电性能影响的计算时间，从而实现大口径反射面天线机电一体化优化，适用于各种大口径反射面天线。

背景技术

反射面天线是一种典型的高增益天线形式，具有广泛的应用。反射面是反射面天线重要的组成部分，它一方面属于电部件，是能量的收集器/辐射器,另一方面也属于结构件，受天线的结构形式和外部环境的影响很大。而电气性能与结构性能的接口就是面形精度，以及相对位置关系。

目前，环境载荷对反射面天线性能影响的分析一般用鲁兹公式对面型精度误差造成的天线效率损失进行估算，而对旁瓣、交叉极化等指标的影响无法有效分析；或基于最佳吻合面，这样的反射面仅是理想反射面的位移和旋转，而较实际反射面存在一定差距，尤其是对于指向精度的误差估计难以反映真实情况。

采用物理光学的方法虽然可以准确的反映环境载荷对天线性能的实际影响，且能够得到环境载荷对天线各项性能指标的影响，但对于大口径反射面天线的机电一体化分析，这一过程需要消耗数个甚至数十个小时，因此无法开展有效的结构优化设计。因此需要开展大口径反射面天线结构变形影响快速分析技术研究，将单次电性能计算时间缩短至分钟量级，为大口径反射面天线机电一体化优化设计建立技术基础。

发明内容

本发明的目的在于避免背景技术中的不足之处而提供一种快速、全面的大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法。

本发明所采用的技术方案为：

大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法，包括如下步骤：

(1)计算组成反射面的每一块天线面板在理想情况下每个角度所对应的散射方向图，并记录；

(2)根据反射面天线结构力学分析的结果，确定各种工况下每一块天线面板的最大的位移量和旋转量，在最大的位移量和旋转量范围内，分别计算不同的位移量和旋转量引起的天线面板的散射方向图幅度和相位的变化，进而确定天线面板散射方向图的修正因子；

(3)基于反射面天线结构力学分析的结果，确定每一块天线面板的实际位移量和旋转量，根据修正因子对每一块天线面板的散射方向图进行修正；

(4)将修正后的每一块天线面板进行叠加，得到结构变形后反射面天线的方向图；

(4)根据结构变形后反射面天线的方向图计算所需的相关技术指标；

完成大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算。

其中，所述的面板散射方向图的修正因子用拟合函数的方法来描述或用插值的方法来确定。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1.将大口径天线结构变形后的方向图精确计算所需要的整个反射面的的二维积分，变为了各块面板的二维积分结果修正后累加，通过变积分为叠加，从而将计算时间至少缩短了2-3个数量级。

2.进行每次结构变形分析时，只需要对已知的面板的二维积分进行修正，而不需要重新进行面板的二维积分，从而非常适合于多次分析，如机电一体化优化。

附图说明

图1是本发明的原理示意。

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

参照图1和图2，一种大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算方法，包括如下步骤：

(1)计算组成反射面的每一块天线面板在理想情况下每个角度所对应的散射方向图，并记录；

(2)根据反射面天线结构力学分析的结果，确定各种工况下每一块天线面板的最大的位移量和旋转量，在最大的位移量和旋转量范围内，分别计算不同的位移量和旋转量引起的天线面板的散射方向图幅度和相位的变化，进而确定天线面板散射方向图的修正因子；所述的面板散射方向图的修正因子用拟合函数的方法来描述或用插值的方法来确定。

(3)基于反射面天线结构力学分析的结果，确定每一块天线面板的实际位移量和旋转量，根据修正因子对每一块天线面板的散射方向图进行修正；

(4)将修正后的每一块天线面板进行叠加，得到结构变形后反射面天线的方向图；

(4)根据计算得到的变形后反射面天线的方向图计算所需的相关技术指标；

完成大口径反射面天线结构变形对电性能影响的快速计算。