本文關(guān)鍵詞：不可展頻率選擇表面的加工方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：頻率選擇表面(Frequency Selective Surface,簡稱FSS)是一種具有空間選擇頻率濾波作用的二維周期性結(jié)構(gòu),其物理結(jié)構(gòu)主要由支撐其機(jī)械性能的介質(zhì)基底和金屬薄膜陣列單元組成。由于其電磁傳輸特性,FSS廣泛應(yīng)用于雷達(dá)罩及航天航空領(lǐng)域,能夠使目標(biāo)載體在空間電磁場中達(dá)到隱身或過濾的作用。但目前曲面FSS加工還主要停留在研究層面,能夠?qū)崿F(xiàn)工程應(yīng)用的加工工藝還有待進(jìn)一步探討。本文以“耶路撒冷”十字單元FSS的不可展曲面加工方法為研究對(duì)象,對(duì)該十字單元平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行電磁仿真,分析其單元形狀參數(shù)的改變對(duì)于傳輸特性變化規(guī)律；建立平面FSS與曲面之間的映射關(guān)系,利用半球和近似錐形曲面為載體對(duì)曲面FSS進(jìn)行三維建模；分析不同的曲面FSS加工方法之間的優(yōu)劣,并以激光掃描刻蝕的方法對(duì)半球曲面進(jìn)行加工,分析誤差影響因素。首先,本文從選定的“耶路撒冷”十字單元的形狀特性分析,利用軟件HFSS對(duì)該單元的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行電磁仿真,通過改變其形狀參數(shù)來分析其形狀對(duì)于傳輸特性的影響規(guī)律。根據(jù)文獻(xiàn)資料,分別選取該單元邊緣長度a、十字長度b以及縫隙寬度w為形狀參數(shù),以其設(shè)計(jì)值的2%作為改變量分別進(jìn)行傳輸特性仿真,并將仿真數(shù)據(jù)擬合到Origin進(jìn)行曲線分析。其次,根據(jù)已知的FSS單元對(duì)于其形狀改變的影響規(guī)律,分析曲面FSS建模的目標(biāo)要求,并以不可展曲面的外形特性建立FSS與曲面的映射關(guān)系,使平面FSS相切于曲面方式在空間陣列。以此方式,分別建立半球曲面和近似錐形曲面的FSS結(jié)構(gòu)模型。再次,針對(duì)曲面FSS三維模型分析不同的加工方法產(chǎn)生的影響,以數(shù)控機(jī)械加工和曲面近似展開為例分別對(duì)半球曲面和近似錐形曲面進(jìn)行分析。然后利用激光刻蝕原理在曲面上的應(yīng)用,以振鏡激光掃描刻蝕的方法將FSS單元以逐層陣列掃描的進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn),并以兩種不同投影方式所得到二維平面軌跡對(duì)半球曲面進(jìn)行掃描刻蝕,分析其加工結(jié)果。最后,進(jìn)一步分析半球曲面激光掃描刻蝕加工的FSS誤差大小及其變化規(guī)律和掃描光束路徑。分析實(shí)驗(yàn)加工的二維軌跡投影方式與曲面FSS單元形狀參數(shù)變化之間的規(guī)律,并進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)加工方式,結(jié)合該單元FSS形狀對(duì)于傳輸特性影響規(guī)律使其尺寸變化范圍在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)尺寸的兩側(cè),提高曲面FSS的加工制造精度。本文還從理論方向分析了兩種投影方式的二維軌跡所加工出的曲面FSS之間的光束路徑之間的形狀變形誤差關(guān)系,并對(duì)點(diǎn)投影方式的二維軌跡進(jìn)行矩陣算法分析,從幾何角度建立曲面FSS結(jié)構(gòu)與二維FSS軌跡之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：頻率選擇表面 曲面二次加工 激光掃描刻蝕 形狀誤差優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN249;O441
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 復(fù)雜曲面分片展開加工方面11-12
• 1.2.2 數(shù)字化機(jī)械加工方面12-13
• 1.2.3 激光刻蝕加工方面13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)15-17
• 1.3.2 研究思想17-19
• 2 頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦苑治?/span>19-30
• 2.1 頻率選擇表面的分類19-21
• 2.1.1 按傳輸性能分類19-20
• 2.1.2 按單元特性分類20-21
• 2.2 FSS的參數(shù)仿真21-25
• 2.2.1 FSS仿真流程21-23
• 2.2.2 “耶路撒冷”單元電磁仿真23-25
• 2.3 FSS單元形狀對(duì)傳輸特性的影響25-28
• 2.3.1 孔徑帶度w對(duì)傳輸特性影響25-26
• 2.3.2 邊緣長度a對(duì)傳輸特性影響26-27
• 2.3.3 十字長度b對(duì)傳輸特性影響27-28
• 2.3.4 形狀參數(shù)對(duì)傳輸特性影響分析28
• 2.4 本章小節(jié)28-30
• 3 曲面FSS結(jié)構(gòu)的三維建模30-36
• 3.1 曲面FSS的結(jié)構(gòu)分析30-31
• 3.1.1 曲面的彎曲特性30
• 3.1.2 曲面FSS建模的目標(biāo)要求30-31
• 3.2 半球曲面FSS建模31-34
• 3.2.1 半球曲面FSS建模原理31-32
• 3.2.2 半球曲面FSS的三維建模過程32-34
• 3.3 近似錐形曲面FSS的建模34-35
• 3.3.1 近似錐形曲面建模原理34
• 3.3.2 近似錐形曲面FSS三維建模過程34-35
• 3.4 本章小節(jié)35-36
• 4 曲面FSS的加工方法研究36-55
• 4.1 機(jī)械數(shù)控加工仿真36-42
• 4.1.1 機(jī)械數(shù)控加工曲面FSS分析36-37
• 4.1.2 Mastercam曲面FSS加工工藝分析37-38
• 4.1.3 Mastercam加工及結(jié)果仿真38-42
• 4.2 曲面近似展開分析42-44
• 4.3 激光振鏡掃描刻蝕加工方法44-53
• 4.3.1 激光刻蝕加工的相關(guān)理論44-47
• 4.3.2 激光刻蝕實(shí)驗(yàn)加工裝置47-48
• 4.3.3 激光曲面FSS刻蝕加工原理48-51
• 4.3.4 激光曲面FSS刻蝕實(shí)驗(yàn)方法51-53
• 4.4 本章小節(jié)53-55
• 5 振鏡激光曲面FSS掃描刻蝕分析55-77
• 5.1 半球FSS激光刻蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-58
• 5.1.1 半球曲面FSS加工范圍結(jié)果分析55-57
• 5.1.2 半球曲面FSS投影方式加工結(jié)果分析57-58
• 5.2 曲面FSS單元形狀誤差分析58-68
• 5.2.1 曲面形狀誤差分析方法58-60
• 5.2.2 平行投影FSS單元形狀誤差分析60-63
• 5.2.3 點(diǎn)投影FSS單元形狀誤差分析63-65
• 5.2.4 不同投影方式的光束路徑分析65-68
• 5.3 曲面FSS單元形狀誤差優(yōu)化68-75
• 5.3.1 二維軌跡生成的路徑矩陣算法分析69-71
• 5.3.2 點(diǎn)投影二維軌跡加工誤差優(yōu)化71-75
• 5.4 本章小節(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-81
• 致謝81-82

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