有源相控阵天线流—热—结构耦合研究

论文摘要

本文结合有源相控阵天线的热设计工作,在国内外有源相控阵热控制技术研究的基础上,从多物理场耦合的观点出发,运用CAD/CAE、热-结构集成分析等先进手段,深入探讨了有源相控阵天线的机-电-热三场耦合分析方法。在基于流-热耦合分析与热-结构耦合分析理论的基础上,提出了一种对相控阵天线进行流-热-结构耦合分析的流程。建立了一个有源相控阵天线的结构模型,进行了相应的热仿真设计,使天线阵满足工作温度要求;运用计算流体动力学软件FLUENT,对天线阵进行流-热耦合计算,以耦合传热作为流固交界面的边界条件,采用适当的离散方法与压力修正算法,得出了阵面温度场分布,以及影响阵面温度场分布的主要因素。计算了在不同温度载荷、温度梯度、约束条件下的阵面变形,得出了影响相控阵阵面热变形的主要因素,并对各种阵面变形下的电性能进行了分析计算,得出了影响天线阵电性能的初步结论。本文所完成的工作对有源相控阵天线的热控制及提高其电性能指标具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电子设备热控制设计现状
• 1.2 相控阵天线热设计技术应用
• 1.3 相控阵天线阵面结构误差概述
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 流-热耦合分析与热-结构耦合分析理论
• 2.1 传统对流换热问题的计算方法
• 2.2 流-热耦合计算方法的基本理论
• 2.3 热－结构耦合计算理论
• 2.4 有源相控阵天线流-热-结构耦合分析流程
• 第三章 有源相控阵天线流-热-结构耦合分析
• 3.1 有源相控阵天线模型的建立
• 3.2 有源相控阵天线流-热耦合分析
• 3.3 有源相控阵天线热-结构耦合分析
• 第四章 相控阵天线热变形影响因素分析及其对电性能影响
• 4.1 不同影响因素条件下天线阵面热变形分析
• 4.2 阵列天线在结构误差条件下电性能计算理论
• 4.3 不同影响因素下天线电性能分析
• 第五章 结束语
• 5.1 本文的主要工作总结
• 5.2 进一步的工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果