有源相控陣天線在軍事防御系統(tǒng)和探測(cè)跟蹤領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著現(xiàn)代電子科技的發(fā)展,對(duì)有源相控陣天線在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面不斷提出更高要求,如結(jié)構(gòu)高精度、輕量化、低復(fù)雜度、快動(dòng)態(tài)響應(yīng)等,為此,本文針對(duì)一種基于索-桁組合天線背架、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)式天線座的新型有源相控陣天線創(chuàng)新設(shè)計(jì),進(jìn)行了較為深入而全面的研究。1.新型有源相控陣天線結(jié)構(gòu)實(shí)體與分析模型建立。計(jì)算驗(yàn)證并聯(lián)驅(qū)動(dòng)天線座機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目,設(shè)計(jì)天線座構(gòu)件尺寸、索-桁組合天線背架;然后采用Creo與APDL參數(shù)化相結(jié)合的有限元建模方法,且改進(jìn)有源模塊基板與碳纖維框架的連接方式,初步建立創(chuàng)新方案的天線實(shí)體模型與有限元分析模型;最后推導(dǎo)天線運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系式,分析天線座的運(yùn)動(dòng)奇異性,驗(yàn)證天線模型的合理性。2.天線背架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)陣面精度分配結(jié)果和有限元分析模型參數(shù),建立了針對(duì)索-桁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,分別對(duì)純桁架和索-桁組合天線背架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)比優(yōu)化結(jié)果說(shuō)明索-桁組合背架的潛在優(yōu)勢(shì);然后校核天線在優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的精度、強(qiáng)度,分析天線結(jié)構(gòu)模態(tài)。3.新型有源相控陣天線的指向精度研究。首先為方便誤差分析,建立天線結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系;構(gòu)建并聯(lián)式天線結(jié)構(gòu)閉環(huán)矢量,分析天線結(jié)構(gòu)方位立柱、陣面背架以及驅(qū)動(dòng)連桿等各部分誤差在并聯(lián)閉環(huán)矢量?jī)?nèi)對(duì)天線電軸指向精度的影響,建立了并聯(lián)式新型有源相控陣天線電軸指向精度模型;基于所建立的電軸指向精度模型,分析天線在重力、重力和風(fēng)正吹等載荷下的指向精度。4.創(chuàng)新方案樣機(jī)的工程實(shí)現(xiàn)。建立天線ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真模型,采用動(dòng)力學(xué)逆向求解方法實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)仿真,得到天線驅(qū)動(dòng)功率峰值、驅(qū)動(dòng)力矩峰值以及鉸鏈與連桿的受力情況,用于指導(dǎo)天線座構(gòu)件的參數(shù)計(jì)算與常用件的選型。針對(duì)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)索-桁組合背架研制過(guò)程中陣面精度多工況保型的問(wèn)題,提出了一種預(yù)應(yīng)力索的連接方式與預(yù)應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方案和一種實(shí)現(xiàn)天線背架預(yù)應(yīng)力索的智能調(diào)節(jié)方法。根據(jù)天線座的動(dòng)力學(xué)仿真所得驅(qū)動(dòng)功率等要求,計(jì)算齒輪副、電機(jī)的參數(shù),選擇導(dǎo)軌的型號(hào),用于樣機(jī)進(jìn)一步裝配調(diào)試。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN821.8
【部分圖文】：

陸基雷達(dá)

的結(jié)構(gòu)笨重、剛度重量比低、功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且空展的高要求越發(fā)凸顯出來(lái)，天線的輕量化設(shè)計(jì)亟待解研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者所做工作大致可以分為以下三個(gè)思研究、新型復(fù)合材料應(yīng)用研究、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新研究。下文狀。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化綜合性能，基于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)階段在結(jié)構(gòu)已定的情某些參數(shù)優(yōu)化，比如桁架桿件的截面積、桁架節(jié)點(diǎn)坐，為了設(shè)計(jì)輕量化且剛度高的 3.8m 分段望遠(yuǎn)鏡背架鏡的反射面背架，通過(guò)改進(jìn)的遺傳算法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)避免反射面的大變形。該研究成功實(shí)現(xiàn)反射面背架為 9.5Hz[7]，如圖 1.2 所示。

[17]。圖1.3 碳纖維復(fù)合材料偏饋與正饋反射面示意圖隨著新型碳纖維等復(fù)合材料應(yīng)用于天線的輕量化設(shè)計(jì)中，現(xiàn)狀是可以大大降低天線結(jié)構(gòu)的自重，達(dá)到輕量化的目的，而且相比于傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)，它擁有比重小、模量高、剛度高、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，但是復(fù)合材料的造價(jià)昂貴，對(duì)加工制造成本提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，綜合來(lái)看復(fù)合材料的應(yīng)用只能限定于特定高要求場(chǎng)合，比如星載天線的輕量化設(shè)計(jì)中，目前由于成本局限不能普遍應(yīng)用。1.2.3 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新由于前兩種研究思路的局限性，為了滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)且控制成本，還要在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上大幅度提升天線的綜合性能，以滿足對(duì)有源相控陣天線的高要求，研究學(xué)者試圖從結(jié)構(gòu)創(chuàng)新角度探索前進(jìn)的道路。傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)是基于方位-俯仰串聯(lián)驅(qū)動(dòng)、純桿系背架
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊揆;;基于有源相控陣技術(shù)的雷達(dá)數(shù)據(jù)通信的分析[J];信息通信;2019年07期

2 羅琦;史冰蕓;;風(fēng)廓線雷達(dá)有源相控陣天線研究[J];無(wú)線互聯(lián)科技;2017年03期

3 羅琦;;有源相控陣天線監(jiān)測(cè)與校準(zhǔn)研究[J];電子世界;2017年04期

4 劉京然;王星;程嗣怡;趙亮;;有源相控陣天線快速檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代雷達(dá);2015年10期

5 謝義水;;毫米波有源相控陣射頻前端集成制造技術(shù)[J];機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新;2013年06期

6 孟明霞;丁曉磊;丁克乾;趙英華;;低副瓣有源相控陣天線測(cè)試方法研究[J];遙測(cè)遙控;2011年04期

7 府大興;黃劍波;呂龍泉;;星載有源相控陣天線總裝集成工藝概述[J];電子機(jī)械工程;2009年04期

8 宋志行,關(guān)宏山,錢海濤,朱志遠(yuǎn);機(jī)載有源相控陣天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2005年03期

9 王貞松,丁丁;星載合成孔徑雷達(dá)有源相控陣天線研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2003年05期

10 王永壽;;有源相控陣天線的開(kāi)發(fā)[J];飛航導(dǎo)彈;1990年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 康明魁;有源相控陣天線機(jī)電熱耦合建模、誤差分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2017年

2 朱楊;船載有源相控陣天線與通信天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

3 丁丁;SAR自聚焦，星載ScanSAR成象和有源相控陣天線研究[D];中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所;2001年

4 徐志;寬帶寬角有源相控陣天線單元研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

5 張鵬飛;隱身技術(shù)中的雷達(dá)截面預(yù)估與控制[D];西安電子科技大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姚斌;新型有源相控陣天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與樣機(jī)制作[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 劉雙榮;面向服役環(huán)境的有源相控陣天線結(jié)構(gòu)補(bǔ)償方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

3 汪立富;二維有源相控陣動(dòng)中通天線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2019年

4 李飛;有源相控陣天線結(jié)構(gòu)響應(yīng)重構(gòu)方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

5 周云宵;面向機(jī)電耦合的有源相控陣天線電性能計(jì)算、補(bǔ)償和集成設(shè)計(jì)軟件[D];西安電子科技大學(xué);2018年

6 李國(guó)洲;有源相控陣天線冷板機(jī)熱聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

7 夏琛海;利用雷達(dá)自身設(shè)備實(shí)現(xiàn)有源相控陣天線監(jiān)測(cè)與校準(zhǔn)[D];南京理工大學(xué);2008年

8 劉超;面向機(jī)電熱耦合的有源相控陣天線結(jié)構(gòu)振動(dòng)與熱分析軟件[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 陳世鋒;機(jī)載有源相控陣天線冷板設(shè)計(jì)與流熱耦合分析[D];西安電子科技大學(xué);2012年

10 陳國(guó)強(qiáng);有源相控陣天線流—熱—結(jié)構(gòu)耦合研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2867014