本文關鍵詞：基于一種星載雙臂螺旋天線的多域耦合仿真分析

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【摘要】：基于星載天線在太空環(huán)境下的多物理場耦合分析技術與方法是目前國內(nèi)外研究的熱點與亟待解決的問題。針對近年來世界航天領域逐步朝著深空探測等方向的發(fā)展,對于星載天線在深空環(huán)境中的極端高低溫變化的影響問題,更是目前急需解決的航天有效載荷系統(tǒng)設計中的仿真重點難題。在太空環(huán)境中,由于光照及發(fā)熱等外在環(huán)境因素的影響,容易導致航天器某些部件由于溫度環(huán)境的改變(驟冷驟熱)而產(chǎn)生大的形變及應力改變,這勢必會影響其電磁性能及結(jié)構性能,從而影響產(chǎn)品的可靠性。我們研究人員一般的解決辦法是預判,但工況考慮是非常有限的,條件不可能絕對理想,因此只能部分反映實際工作的情況。另一方面,由于太空條件特殊,試驗測試和模擬的條件十分苛刻或者根本沒有配套條件,而且考慮到也無法在環(huán)境試驗的同時進行同步測試。航空、航天等軍工科研單位均以可靠性設計為第一目標開展研制工作,因此在設計的過程中更多的是沿用經(jīng)過驗證的且符合航天質(zhì)量等級的產(chǎn)品、部件以及材料、元件等,在創(chuàng)新的程度上來說,研制模式與理念是較為傳統(tǒng)的,更注重于可靠性、安全性、穩(wěn)定性。因此,為了保障航天器系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性和整個系統(tǒng)的可靠性,通過全方位對產(chǎn)品的電、結(jié)構、熱的整體耦合進行分析,具有至關重要的作用與意義。本課題旨在通過典型星載天線為例,來研究星載天線多物理場耦合特性的仿真方法,并通過精細化、量化的數(shù)字化仿真實踐來分析多物理場耦合仿真對產(chǎn)品設計的指導作用。星載多物理域的折衷設計是本課題的核心內(nèi)容,既要考慮高電性能指標要求,又要考慮空間環(huán)境條件的高可靠適應性要求,作為星載天線設計的重中之重,本課題將通過星載天線應用中的結(jié)構較為簡單的雙臂螺旋天線,展開多域仿真分析工作,仿真分析雙臂螺旋天線在太空極端溫度條件下是否能夠保持穩(wěn)定的電性能。本次論文課題的仿真工作思路,著重于太空外界極端溫度場條件下,引起的天線形變對電性能的影響分析,我們首先根據(jù)該天線的結(jié)構及外形、基本指標信息建立電設計模型,分析在常溫常壓環(huán)境下天線的基本性能指標,例如方向圖、增益、VSWR等指標;隨后根據(jù)電性能仿真完成后的具體幾何模型,進行結(jié)構轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換為溫度場分析模型,利用太空環(huán)境不同極端溫度條件下,得出溫度場分布數(shù)據(jù);將溫度場分布及模型與結(jié)構分析環(huán)節(jié)建立數(shù)據(jù)傳遞和對應關系,計算出溫度影響下的形變模型及幾何數(shù)據(jù);最后根據(jù)形變數(shù)據(jù)將模型進行電性能分析,得出形變后的該天線結(jié)構的輻射性能變化,如方向圖、增益方面的變化,從而充分研究星載天線多域耦合的方法對于天線設計的指導作用,最終形成可作為設計優(yōu)化與指導的有力參考。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V443.4

【參考文獻】

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本文編號：1305542