[发明专利]一种赋形网状天线预张力计算方法

摘要

本发明公开了一种赋形网状天线预张力计算方法，用于计算空间赋形网状天线展开结构或空间赋形网状天线非展开结构的网面单元预张力，包括如下步骤：以桁架中心为基准，以桁架轴向为z轴，以桁架径向为x轴，利用右手定则建立x、y、z轴空间直角坐标系，并根据预设的平均预张力，计算中层索网的网面预张力；根据中层索网的网面预张力，计算上层索网的网面预张力；根据中层索网和上层索网的网面预张力，计算下层索网的网面预张力。本发明通过对三层赋形网状天线进行张力计算，使得电磁波反射网的不同区域具有一定的凹凸性，弥补了传统预张力计算方法的缺陷。

主权项

1.一种赋形网状天线预张力计算方法，所述赋形网状天线包括上层索网(1)、中层索网(2)、下层索网(3)、桁架(4)和绳索(5)；桁架(4)采用空心圆柱状架体结构且其轴向依次设有上层索网(1)、中层索网(2)和下层索网(3)，上层索网(1)和下层索网(3)的节点均通过绳索(5)与中层索网(2)的节点连接，用于保持中层索网(2)网面形状；其特征在于：包括如下步骤：

S1：以桁架(4)中心为基准，以桁架(4)轴向为z轴，以桁架(4)径向为x轴，利用右手定则建立x、y、z轴空间直角坐标系，并根据预设的平均预张力，计算中层索网(2)的网面预张力；

S2：根据中层索网(2)的网面预张力，计算上层索网(1)的网面预张力；

S3：根据中层索网(2)和上层索网(1)的网面预张力，计算下层索网(3)的网面预张力。

2.根据权利要求1所述的一种赋形网状天线预张力计算方法，其特征在于：所述S1中，预设上层索网(1)、中层索网(2)和下层索网(3)均为静力平衡状态，相应的受力平衡方程为：

式中，i表示节点编号，m表示与节点i相连的绳索的总数，T_ij表示绳索单元的内力，l_ij表示绳索单元的长度，x_i、y_i、z_i表示节点i的坐标；

式(1)和式(2)改写为：

M_2n×rT_r×1＝0   (5)

其中，M是索网结构的力平衡系数矩阵，T是网面绳索张力组成的列向量，n为网面的自由节点个数，r为网面单元个数；

利用平面索网结构的解析算法，得出中层索网(2)网面单元的预张力为：

T＝T⁰+U⁺(b‑UT⁰)   (6)

式中，U⁺为U的广义逆矩阵，为网面单元的平均预张力；

依据式(6)，计算出中层索网(2)的预张力，再利用下式计算中层索网(2)的z向合力F2：

3.根据权利要求1所述的一种赋形网状天线预张力计算方法，其特征在于：所述S2中，假设上层索网(1)的网面形状为抛物线形，根据上层索网(1)与中层索网(2)的平面投影重合，确定上层索网(1)在x轴和y轴的坐标值，再根据预定的焦距值f，求出上层索网(1)在z轴的坐标值，形成一个标准抛物面：

由式(8)得出上层索网(1)的节点位置，利用平面索网结构的极小范数法算出上层索网(1)的z向合力F1，F1满足下式：

F2+F1>0   (9)。

4.根据权利要求1所述的一种赋形网状天线预张力计算方法，其特征在于：所述S2中，假设上层索网(1)与中层索网(2)之间的绳索(5)的张力值固定，利用力密度法计算上层索网(1)在z轴的坐标值和上层索网(1)网面单元的预张力。

5.根据权利要求1所述的一种赋形网状天线预张力计算方法，其特征在于：所述S3中，假设下层索网(3)的z向合力F3，

F3＝F1+F2   (10)

利用力密度法计算下层索网(3)在z轴的坐标值：

式中，i，i_n为绳索单元n的两个节点号；N为相交于节点i的绳索单元数；q_n为绳索单元的力密度；P_k为施加于节点i的k方向的外力；

下层索网(3)的平衡方程为：

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于西安空间无线电技术研究所，未经西安空间无线电技术研究所许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201711242958.1/，转载请声明来源钻瓜专利网。