雷达阵列天线的结构设计与分析

论文摘要

作为天线主体之一的天线结构,对保证天线整体的电性能发挥着极其重要的作用。本文主要对雷达天线结构设计、有限元动静态分析以及试验验证、结构优化等方面的内容进行了研究。主要工作如下:1、介绍了天线结构设计的相关基础理论,总结了常见雷达天线的结构形式,对天线结构设计准则和天线结构设计方法及手段都进行了较为全面的阐述。2、对雷达阵列天线进行了结构设计,给出了天线结构主要外载—风载荷的计算方法。根据天线结构的构成特点、工作方式和技术参数、载荷特征,合理地建立了天线结构的有限元模型,并制定了计算工况。3、应用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran完成了对该雷达天线结构的静力分析和模态分析及瞬态响应分析,得出天线在各种工况下的变形及应力结果,验证天线结构的刚度和强度满足设计要求。4、根据初步分析结果,对天线结构中一部分梁单元截面参数进行了优化优选设计。对优化后的天线结构在阵面水平工作工况时的结构位移进行了试验测量,并与该工况下有限元数值模拟分析结果进行了对比分析,试验结果与有限元数值模拟分析结果吻合良好。本文的研究方法对类似的大型雷达天线的结构设计、分析及制造都具有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 天线结构设计研究现状
• 1.2.2 天线结构分析研究现状
• 1.2.3 天线结构优化研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 天线结构设计基础
• 2.1 常用天线结构形式
• 2.1 天线结构设计准则
• 2.2.1 天线结构设计的主要矛盾和技术途径
• 2.2.2 天线结构机械性能的要求
• 2.2.3 天线结构电性能的要求
• 2.2.4 天线结构的选材原则
• 2.3 本章小结
• 第三章 雷达阵列天线的结构设计
• 3.1 天线阵面结构设计
• 3.2 折叠机构的设计
• 3.3 锁紧机构的设计
• 3.4 行程开关的安装设计
• 3.5 三防设计
• 3.5.1 采用合理的结构设计
• 3.5.2 精心选用材料
• 3.5.3 材料的表面处理
• 3.6 工艺保证措施
• 3.7 本章小结
• 第四章 天线结构的有限元模型
• 4.1 天线结构载荷分析
• 4.1.1 载荷类型确定
• 4.1.2 风载荷计算
• 4.1.3 有限元计算工况
• 4.2 天线结构有限元模型的建立
• 4.2.1 天线结构有限元模型单元选择及网格划分
• 4.2.2 天线结构有限元模型边界及约束处理
• 4.3 本章小结
• 第五章 天线结构有限元分析
• 5.1 天线结构静力学分析
• 5.2 天线结构模态分析
• 5.3 天线结构瞬态响应分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 天线结构优选优化及试验验证
• 6.1 天线结构优选优化
• 6.2 静力学试验验证
• 6.2.1 试验方案
• 6.2.2 试验结果及对比分析
• 6.3 优选优化后的模态分析
• 6.4 优选优化后的瞬态响应分析
• 6.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果论文