一种基于两场耦合模型的反射面天线机电集成稳健优化设计

论文摘要

反射面天线主要外载荷一风载具有随机性，这种随机性会导致反射面天线的电性能产生波动。因此有必要通过改变天线结构参数来降低电性能对随机风荷的敏感程度，使天线具有稳健性。本文以天线电性能为研究对象实现考虑随机因素的反射面天线机电集成稳健优化设计。本文首先推导了基于两场祸合模型的反射面天线电性能均值和方差的计算公式。风载的随机性使天线反射面变形具有随机性，继而使天线电性能成为随机变量。对反射面天线电性能进行概率计算，推导其均值和方差的表达式作为天线机电集成稳健优化设计的基础。其次建立了反射面天线机电集成稳健优化设计的数学模型。以天线电性能均值最大和方差最小为目标函数，建立反射面天线机电集成稳健优化设计模型。并结合可靠性设计原理对模型进行修正，使结构稳健性得到进一步改善。最后结合具体反射面天线，应用提出的优化模型实现基于两场祸合模型的反射面天线机电集成稳健优化设计。将推导的计算公式和稳健优化模型应用于典型反射面天线，获得了良好的效果。同时对其进行一般机电综合优化设计，对比结果表明在随机因素作用下机电集成稳健优化后天线稳健性优于一般机电综合优化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 稳健设计研究现状
• 1.3 反射面天线机电集成稳健优化设计研究现状
• 1.3.1 天线机电耦合分析研究现状
• 1.3.2 反射面天线机电集成稳健优化设计研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 反射面天线机电耦合分析
• 2.1 引言
• 2.2 反射面天线机电耦合分析理论
• 2.2.1 反射面天线辐射方向图
• 2.2.2 反射面天线表面误差
• 2.2.3 变形反射面天线远场方向图函数
• 2.2.4 变形反射面天线远场方向图的数值计算
• 2.3 小结
• 第三章 基于概率的天线结构分析和电性能计算
• 3.1 引言
• 3.2 反射面天线载荷的不确定性
• 3.3 基于概率的反射面天线表面变形均值和方差计算
• 3.4 基于概率的反射面天线电性能均值和方差计算
• 3.4.1 基于概率的反射面天线电性能均值计算
• 3.4.2 基于概率的反射面天线电性能方差计算
• 3.5 某3.7m 反射面天线算例
• 3.6 小结
• 第四章 反射面天线机电集成稳健优化设计模型
• 4.1 引言
• 4.2 反射面天线机电集成稳健优化设计模型
• 4.3 反射面天线机电集成稳健优化分析实现
• 4.4 小结
• 第五章 反射面天线机电集成稳健优化设计算例与分析
• 5.1 引言
• 5.2 某12m 反射面天线机电集成稳健优化设计
• 5.2.1 12m 天线仰天工况机电集成稳健优化
• 5.2.2 12m 天线指平工况机电集成稳健优化
• 5.3 某40m 天线机电集成稳健优化设计
• 5.3.1 40m 天线仰天工况机电集成稳健优化
• 5.3.2 40m 天线指平工况机电集成稳健优化
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A