發(fā)布時間：2017-04-10 10:17

  本文關鍵詞：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構,其物理結構主要由支撐其機械性能的介質基底和金屬薄膜陣列單元組成。由于其電磁傳輸特性,FSS廣泛應用于雷達罩及航天航空領域,能夠使目標載體在空間電磁場中達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,能夠實現(xiàn)工程應用的加工工藝還有待進一步探討。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象,對該十字單元平面結構進行電磁仿真,分析其單元形狀參數(shù)的改變對于傳輸特性變化規(guī)律；建立平面FSS與曲面之間的映射關系,利用半球和近似錐形曲面為載體對曲面FSS進行三維建模；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半球曲面進行加工,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對該單元的平面結構進行電磁仿真,通過改變其形狀參數(shù)來分析其形狀對于傳輸特性的影響規(guī)律。根據(jù)文獻資料,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),以其設計值的2%作為改變量分別進行傳輸特性仿真,并將仿真數(shù)據(jù)擬合到Origin進行曲線分析。其次,根據(jù)已知的FSS單元對于其形狀改變的影響規(guī)律,分析曲面FSS建模的目標要求,并以不可展曲面的外形特性建立FSS與曲面的映射關系,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結構模型。再次,針對曲面FSS三維模型分析不同的加工方法產(chǎn)生的影響,以數(shù)控機械加工和曲面近似展開為例分別對半球曲面和近似錐形曲面進行分析。然后利用激光刻蝕原理在曲面上的應用,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行加工實驗,并以兩種不同投影方式所得到二維平面軌跡對半球曲面進行掃描刻蝕,分析其加工結果。最后,進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。分析實驗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,并進一步優(yōu)化實驗加工方式,結合該單元FSS形狀對于傳輸特性影響規(guī)律使其尺寸變化范圍在標準設計尺寸的兩側,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系,并對點投影方式的二維軌跡進行矩陣算法分析,從幾何角度建立曲面FSS結構與二維FSS軌跡之間的數(shù)學關系。
【關鍵詞】：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
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 復雜曲面分片展開加工方面11-12
• 1.2.2 數(shù)字化機械加工方面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單元形狀對傳輸特性的影響25-28
• 2.3.1 孔徑帶度w對傳輸特性影響25-26
• 2.3.2 邊緣長度a對傳輸特性影響26-27
• 2.3.3 十字長度b對傳輸特性影響27-28
• 2.3.4 形狀參數(shù)對傳輸特性影響分析28
• 2.4 本章小節(jié)28-30
• 3 曲面FSS結構的三維建模30-36
• 3.1 曲面FSS的結構分析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 機械數(shù)控加工仿真36-42
• 4.1.1 機械數(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理論44-47
• 4.3.2 激光刻蝕實驗加工裝置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刻蝕實驗方法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激光刻蝕實驗結果分析55-58
• 5.1.1 半球曲面FSS加工范圍結果分析55-57
• 5.1.2 半球曲面FSS投影方式加工結果分析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
• 結論77-79
• 參考文獻79-81
• 致謝81-82

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