一种基于NX的平面缝隙天线快速设计方法

摘要

本发明涉及一种基于NX的平面缝隙天线快速设计方法，属于机械设计与自动化领域。借助VC++语言对NX进行二次开发，采用三维参数化模型模板与程序控制相结合的方式，开发出基于NX的应用程序系统，设计者可以根据所需平面天线的外形尺寸输入相应的设计参数值快速生成平面天线三维模型，可以快速导入电气性能参数表自动完成平面天线缝隙设计三维造型。这种设计方法与传统设计方法相比，能够减少重复劳动，提高设计效率，符合现代产品设计需求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于NX的平面缝隙天线设计方法，属于机械设计与自动化领域。

背景技术

缝隙天线是在波导、金属板、同轴线或谐振腔上开缝隙，电磁波通过缝隙向外部空间辐射的天线。平面缝隙天线因其低剖面、可集成化，容易组阵等特点，一般用于微波波段的雷达、导航和通讯等设备中，其设计质量直接关系到雷达产品的工作性能，是雷达行业重点研究的零部件。

为了满足不同天线模块的电气性能要求，平面缝隙天线的参数众多，而对于每一层的缝隙天线结构，具有不同的缝隙数量，而每一个缝隙的坐标和缝长，都直接影响到缝隙天线的结构。传统的缝隙天线设计方法为参考国际标准的基础上依据经验公式，按照天线电气要求和加工要求完成缝隙天线结构设计与加工。这种设计方法存在设计效率低、设计周期长等缺陷，已经不能适应当今雷达行业的发展速度，雷达行业需要更快捷更准确的缝隙天线设计方法。随着计算机辅助设计与制造技术的不断发展，以及三维设计思想与技术的不断深化，参数化设计逐渐发展起来。开发平面缝隙天线参数化设计系统以实现用户可快速定义平面天线的外形尺寸，导入电气设计与仿真的参数值即可快速得到所需平面缝隙天线结构的三维模型，这对于雷达行业的发展具有一定的积极意义。

发明内容

要解决的技术问题

典型的雷达天线外形结构是圆柱形，缝隙形状是长条形的，长度约为半个波长，缝隙的坐标、长度和宽度是由天线电气性能决定的。为了克服传统设计方法存在的不足，本发明提供了一种基于NX的平面缝隙天线快速设计方法，借助VC++语言对NX 进行二次开发，通过调用平面天线模板确定天线外形尺寸，依据电气性能仿真参数，采用控制程序读取电气性能仿真参数表，以快速特征建模的方式，开发出基于NX的应用程序系统，以实现平面缝隙天线结构的参数化设计。

技术方案

一种基于NX的平面缝隙天线快速设计方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在NX中建立表达式控制的平面天线外形尺寸模型模板；

步骤2：整理平面缝隙天线电气性能仿真参数，确定NX可以直接读取的符合程序定义的参数表；

步骤3：建立平面缝隙天线快速设计系统菜单；

步骤4：编写UI对话框资源文件；

步骤5：创建UG/Open应用程序，通过VS2010编译，连接，生成可执行的.dll 动态链接库文件；

步骤6：添加注册资源文件，对动态链接库文件进行签署授权；

步骤7：添加平面缝隙天线快速设计系统目录；

步骤8：打开NX，调用对话框，输入平面天线外形尺寸参数值，导入电气性能仿真参数表即可生成平面缝隙天线三维模型。

本发明技术方案更进一步的说：步骤1中的平面天线外形尺寸模型包含天线直径和厚度两个参数。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤2是根据平面天线电气设计结果确定的缝隙参数，整理成为平面缝隙天线快速设计系统程序可以读取的参数表。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤3具体是指NX菜单栏添加自定义菜单的方法，编写自定义菜单.men文件，用于定义平面缝隙天线快速设计系统菜单的标签，名称，内部执行文件。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤4具体是指创建用于人机交互以输入参数值的UI对话框；建立对话框控件的ID，统一规定对话框文件放到系统的application 文件夹下，对话框文件以.dlg结尾。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤5具体是指编写对话框的控制程序以读取对话框的资源文件，以便将对话框调入内存；为对话框各控件指定行为函数；显示对话框，接收用户交互；关闭对话框，释放对话框所占用的内存；将编写好的程序通过VS2010编译，连接，生成可执行文件；实现各控件ID与执行程序中内部调用的关联，实现用户点击对话框时，程序执行对应功能。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤6具体是指对所编译动态链接库文件进行签署授权，指定签署文件所在目录，调用NX签署程序NXSign.exe，签署程序对动态链接库加入授权标识及软件发布授权。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤7具体是在后台建立系统配置数据文件，建立独立变量指定平面天线模板所在目录，系统在运行时根据变量加载对应模板到 NX。

本发明技术方案更进一步的说：所述步骤8具体是在启动NX时，NX根据配置文件加载动态连接库和菜单文件，新建平面缝隙天线项目文件PRT，点选菜单弹出对话框，在对话框中确定平面缝隙天线的直径和厚度，选择需要导入的参数表，系统根据所定义的配置生成平面缝隙天线PRT文件，更新后的模型添加到平面缝隙天线项目文件PRT，完成平面缝隙天线的创建。

有益效果

本发明提出的一种基于NX的一种平面缝隙天线快速设计方法，借助VC++语言对NX进行二次开发，采用三维参数化模型模板与程序控制相结合的方式，开发出基于NX的应用程序系统，设计者可以根据所需平面天线的外形尺寸输入相应的设计参数值快速生成平面天线三维模型，可以快速导入电气性能参数表自动完成平面天线缝隙设计三维造型。这种设计方法与传统设计方法相比，能够减少重复劳动，提高设计效率，符合现代产品设计需求。

附图说明

图1设计方法流程图

图2平面天线模型模板

图3缝隙电气性能参数表

图4生成平面缝隙天线三维模型的UI对话框

图5平面缝隙天线三维模型

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

一种基于NX的平面缝隙天线快速设计方法，包括以下步骤：

步骤(1)：在NX中建立表达式控制的平面天线外形尺寸模型模板；

步骤(2)：整理平面缝隙天线电气性能仿真参数，确定NX可以直接读取的符合程序定义的参数表；

步骤(3)：建立平面缝隙天线快速设计系统菜单；

步骤(4)：编写UI对话框资源文件；

步骤(5)：创建UG/Open应用程序，通过VS2010编译，连接，生成可执行的.dll 动态链接库文件；

步骤(6)：添加注册资源文件，对动态链接库文件进行签署授权；

步骤(7)：添加平面缝隙天线快速设计系统目录；

步骤(8)：打开NX，调用对话框，输入平面天线外形尺寸参数值，导入电气性能仿真参数表即可生成平面缝隙天线三维模型；

所述步骤(1)中的平面天线外形尺寸模型主要包含天线直径和厚度两个参数。

所述步骤(2)是根据平面天线电气设计结果确定的缝隙参数，整理成为平面缝隙天线快速设计系统程序可以读取的参数表。

所述步骤(3)具体是指NX菜单栏添加自定义菜单的方法，主要编写自定义菜单.men文件，用于定义平面缝隙天线快速设计系统菜单的标签，名称，内部执行文件。

所述步骤(4)具体是指创建用于人机交互以输入参数值的UI对话框；建立对话框控件的ID，统一规定对话框文件放到系统的application文件夹下，对话框文件以.dlg 结尾。

C:\AutoPlanarAntenna

C:\AutoPlanarAntenna\application

所述步骤(5)具体是指编写对话框的控制程序以读取对话框的资源文件，以便将对话框调入内存；为对话框各控件指定行为函数；显示对话框，接收用户交互；关闭对话框，释放对话框所占用的内存。将编写好的程序通过VS2010编译，连接，生成可执行文件。实现各控件ID与执行程序中内部调用的关联，实现用户点击对话框时，程序执行对应功能。

所述步骤(6)具体是指对所编译动态链接库文件进行签署授权。指定签署文件所在目录，调用NX签署程序NXSign.exe，签署程序对动态链接库加入授权标识及软件发布授权。签署文件内容如下：

PATH＝C:\Program Files\Siemens\NX 9.0\UGOPEN

CALL signcpp.exe C:\AutoPlanarAntenna\startup\openSection64r_NX90.dll

所述步骤(7)具体是在后台建立系统配置数据文件，建立独立变量指定平面天线模板所在目录，系统在运行时根据变量加载对应模板到NX。

平面天线PATH：C:\AutoPlanarAntenna\prt\

所述步骤(8)具体是在启动NX时，NX根据配置文件加载动态连接库和菜单文件，新建平面缝隙天线项目文件PRT，点选菜单弹出对话框，在对话框中确定平面缝隙天线的直径和厚度，选择需要导入的参数表，系统根据所定义的配置生成平面缝隙天线PRT文件，更新后的模型添加到平面缝隙天线项目文件PRT，完成平面缝隙天线的创建。

如图1所示，本发明的基于NX的一种平面缝隙天线快速设计方法，包括以下步骤：

一、建立平面天线模型模板

根据平面天线外形尺寸的不同，可定义平面天线的直径和厚度为参数化表达式，完成平面天线模型模板文件的创建。如图2所示。

二、菜单设计

NX的界面设计主要包括菜单设计和UI对话框设计，是实现用户交互的关键。

首先介绍菜单设计。

菜单是实现用户交互的关键，实现系统与对话框调用的桥梁。向NX中添加菜单有二种方式，一种是直接修改NX系统菜单，加入新建立的菜单；另一种方式是建立独立的菜单文件，在NX系统启动时通过程序加载菜单。菜单加载时需要添加初始化函数UF_initialize()和终止函数UF_terminate()。

除了这二个函数外，创建菜单还需要三个基本函数和一个菜单信息文件。 UF_MB_add_actions(actionTable)函数功能是在NX菜单栏上新的菜单项。ACTIONS用来定义点选菜单时对应的响应函数。

1.菜单信息文件如下：

2.在菜单程序设计时，在新建立VS项目下的PlanarAntenna.cpp文件中输入代码，具体方法如下：

(1)输入所需的头文件

(2)添加初始化函数：extern"C"DllExport void ufsta(char*param,int *returnCode,int rlen){}，函数需要实现NX工作界面中添加菜单项及菜单按钮的功能。

进入函数后，首先申请添加菜单的许可，通过UF_MB_add_actions(actionTable)建立菜单项和系统函数关联。

使用static UF_MB_action_t actionTable[]定义所加入的菜单控件ID与函数之间的响应。{"OPENBD_Section",openLib_callback,OPENBD_Section,},

第一列指定菜单中所对应的ACTION所调用的动作按钮，第二列定义该动作按钮的入口函数，第三列定义入口函数内，实现应该调用的函数名。

最后释放所申请的许可授权。

三、对话框设计

对话框设计是实现系统与用户交互的有力工具。对话框由对话框资源文件和程序控制两部分构成。因此对话框的设计涉及这两个方面：一是按界面的布局编写对话框资源文件，二是针对对话框的功能编写相应的控制程序。

1.对话框资源文件

对话框资源文件是用来定义和描述对话框外观及其属性的一个文本文件，其扩展名为.res，对话框资源文件包插对话框控件组成，对话框属性定义及元件布局样式的描述。

2.控制程序文件

编写控制程序文件时，创建平面缝隙天线有如下内容：

创建平面缝隙天线的设计思想如下：

1.确定平面缝隙天线外形尺寸参数，含外径、内径和厚度；

2.根据选择的平面缝隙天线电气性能参数表，更新缝隙参数；

3.生成平面缝隙天线零件并装载至此Part文件下。