[发明专利]一种金属桁架式天线罩肋截面尺寸的机电集成优化方法

摘要

本发明公开了一种金属桁架式天线罩肋截面尺寸的机电集成优化方法，其技术方案是：计算透过蒙皮后的口径场产生的远场；计算肋的散射场；将肋的散射场加到透过蒙皮后的口径场产生的远场上，得到加罩后天线的远场；计算载荷作用下天线罩节点的最大位移；计算罩体的自重；将肋按其中点的高度分类，以桁架中肋的尺寸为设计变量，以带罩天线系统的电性能、最大节点位移和自重为优化目标，建立优化模型；使用粒子群优化算法求解优化模型，得到各项指标最优的综合设计方案。本发明可用于指导金属桁架式天线罩的肋截面尺寸设计，并对其机电综合性能进行分析与评价。

主权项

一种金属桁架式天线罩肋截面尺寸的机电集成优化方法，其特征是：包括如下步骤：(1)根据金属桁架式天线罩的蒙皮的结构参数和材料参数，用传输线理论计算蒙皮上各点处的透射系数并根据已知的天线口径场E(x,y)，计算透过天线罩后的口径场：$E^{\′}(x,y)=E(x,y)\·{\stackrel{.}{T}}_M;$(2)根据透过天线罩后的口径场E′(x,y)，计算带罩天线的远场F′(θ,φ)；(3)根据感应电流率理论，计算出金属桁架式天线罩的桁架引起的散射场F_sca(θ,φ)；(4)将步骤(3)中求得的散射场F_sca(θ,φ)与步骤(2)中求得的远场F′(θ,φ)相加，得到加罩后的天线远场：F_t(θ,φ)＝F′(θ,φ)+F_sca(θ,φ)，绘制远场方向图，并从该远场方向图中提取增益和指向误差这些电性能指标；(5)根据金属桁架式天线罩的结构参数，在商用结构有限元分析软件中建立其结构有限元模型，进行静力分析，得到变形后金属桁架式天线罩节点的位移，并提取节点位移的最大值；(6)根据金属桁架式天线罩的结构和材料参数，计算金属桁架的自重；(7)对金属桁架式天线罩中的肋进行分类，每一种肋拥有不同的截面尺寸，以肋尺寸为设计变量，以天线罩的电性能指标、最大节点位移和自重最优为目标，建立优化数学模型，通过求解此模型得到金属桁架式天线罩的肋尺寸；(8)判断优化后得到的天线罩的电性能指标、最大节点位移和自重是否满足预设要求，如果满足，则天线罩结构设计方案合格，否则，修改设计变量值，并重复步骤(1)至步骤(8)，直至得到电性能指标、最大节点位移和自重满足预设要求的设计方案。