發(fā)布時(shí)間：2017-12-18 20:32

  本文關(guān)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(chǎng)耦合分析技術(shù)與方法是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)近年來(lái)世界航天領(lǐng)域逐步朝著深空探測(cè)等方向的發(fā)展,對(duì)于星載天線在深空環(huán)境中的極端高低溫變化的影響問(wèn)題,更是目前急需解決的航天有效載荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的仿真重點(diǎn)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(dǎo)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(yīng)力改變,這勢(shì)必會(huì)影響其電磁性能及結(jié)構(gòu)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(yù)判,但工況考慮是非常有限的,條件不可能絕對(duì)理想,因此只能部分反映實(shí)際工作的情況。另一方面,由于太空條件特殊,試驗(yàn)測(cè)試和模擬的條件十分苛刻或者根本沒(méi)有配套條件,而且考慮到也無(wú)法在環(huán)境試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行同步測(cè)試。航空、航天等軍工科研單位均以可靠性設(shè)計(jì)為第一目標(biāo)開(kāi)展研制工作,因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中更多的是沿用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的且符合航天質(zhì)量等級(jí)的產(chǎn)品、部件以及材料、元件等,在創(chuàng)新的程度上來(lái)說(shuō),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(gè)系統(tǒng)的可靠性,通過(guò)全方位對(duì)產(chǎn)品的電、結(jié)構(gòu)、熱的整體耦合進(jìn)行分析,具有至關(guān)重要的作用與意義。本課題旨在通過(guò)典型星載天線為例,來(lái)研究星載天線多物理場(chǎng)耦合特性的仿真方法,并通過(guò)精細(xì)化、量化的數(shù)字化仿真實(shí)踐來(lái)分析多物理場(chǎng)耦合仿真對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。星載多物理域的折衷設(shè)計(jì)是本課題的核心內(nèi)容,既要考慮高電性能指標(biāo)要求,又要考慮空間環(huán)境條件的高可靠適應(yīng)性要求,作為星載天線設(shè)計(jì)的重中之重,本課題將通過(guò)星載天線應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的雙臂螺旋天線,展開(kāi)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(chǎng)條件下,引起的天線形變對(duì)電性能的影響分析,我們首先根據(jù)該天線的結(jié)構(gòu)及外形、基本指標(biāo)信息建立電設(shè)計(jì)模型,分析在常溫常壓環(huán)境下天線的基本性能指標(biāo),例如方向圖、增益、VSWR等指標(biāo);隨后根據(jù)電性能仿真完成后的具體幾何模型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換為溫度場(chǎng)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(chǎng)分布數(shù)據(jù);將溫度場(chǎng)分布及模型與結(jié)構(gòu)分析環(huán)節(jié)建立數(shù)據(jù)傳遞和對(duì)應(yīng)關(guān)系,計(jì)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(jìn)行電性能分析,得出形變后的該天線結(jié)構(gòu)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(duì)于天線設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用,最終形成可作為設(shè)計(jì)優(yōu)化與指導(dǎo)的有力參考。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V443.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1305542