[发明专利]基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构最佳弹性模量的确定方法

摘要

本发明公开了一种基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构最佳弹性模量的确定方法，包括确定天线的结构参数和电磁参数；给出初始天线结构的弹性模量；利用ANSYS对天线进行载荷变形分析；计算变形后阵元的新位置；建立阵元直角坐标系及球坐标系；确定阵元直角坐标系与球坐标系之间的转换矩阵；求出阵元直角坐标系下的阵元方向图；确定阵元直角坐标系与转换矩阵；求出阵列直角坐标系下的阵元方向图；确定阵元激励幅度和相位；计算每个阵元在目标处的空间相位差；计算变形后的天线电性能参数；判断该弹性模量条件下的天线电性能参数是否满足要求。本发明有效地确定了圆柱共形阵列天线结构的最佳弹性模量，从而指导圆柱共形阵列天线的结构设计。

主权项

基于机电耦合的圆柱共形阵列天线结构最佳弹性模量的确定方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)根据圆柱共形阵列天线的结构设计方案，确定圆柱共形阵列天线的结构参数和电磁参数；(2)给定初始圆柱共形阵列天线结构的弹性模量；(3)根据天线载荷环境，利用力学分析软件ANSYS对圆柱共形阵列天线进行载荷变形分析；(4)基于圆柱共形阵列天线进行结构载荷变形分析的结果，获得每个阵元的周向、轴向位置偏移量，求出变形后阵元的新位置；(5)根据变形后阵元的新位置，建立阵元直角坐标系及阵元球坐标系；(6)确定阵元直角坐标系与阵元球坐标系之间的转换矩阵；(7)基于阵元球坐标系下的阵元方向图，利用阵元直角坐标系与阵元球坐标系之间的转换矩阵，求出阵元直角坐标系下的阵元方向图；(8)根据变形后阵元的新位置，确定阵元直角坐标系与阵列直角坐标系的转换矩阵；(9)基于阵元直角坐标系下的阵元方向图，利用阵元直角坐标系与阵列直角坐标系的转换矩阵，求出阵列直角坐标系下的阵元方向图；(10)根据口面加权分布，确定阵元激励幅度和相位；(11)结合圆柱共形阵列天线相位参考点的位置和变形后阵元的新位置，计算每个阵元在目标处的空间相位差；(12)利用圆柱共形阵列天线机电耦合模型，计算该弹性模量条件下圆柱共形阵列天线的方向图；根据圆柱共形阵列天线的方向图，计算天线电性能参数，并分析电性能相对圆柱共形阵列天线设计指标的恶化程度；(13)根据圆柱共形阵列天线设计指标要求增益损失小于0.5dB，判断该弹性模量条件下的圆柱共形阵列天线电性能是否满足要求，如果满足要求，则当前的弹性模量即为圆柱共形阵列天线结构的最优参数；否则，增加弹性模量大小，重复步(2)至步骤(12)，直至圆柱共形阵列天线电性能满足要求。