拋物柱面天線是反射面天線的一種重要型式。作為大型機電一體化設(shè)備,天線的結(jié)構(gòu)因素對其電性能往往會產(chǎn)生不利影響,如導(dǎo)致天線增益下降、副瓣抬高等。在實際工程中,這些結(jié)構(gòu)因素往往帶有一定程度的隨機性,從而導(dǎo)致天線的電性能產(chǎn)生隨機波動,嚴重影響其電性能的可靠性和穩(wěn)健性。這就需要從機電結(jié)合的角度研究天線的機電綜合分析和優(yōu)化設(shè)計等問題。從現(xiàn)有文獻,關(guān)于圓拋物面天線的機電綜合仿真和優(yōu)化設(shè)計等問題已有了一定的研究成果,但從機電集成的角度研究拋物柱面天線的分析和優(yōu)化設(shè)計問題尚比較少見。本文在前人已有的研究成果基礎(chǔ)上,以某15m口徑拋物柱面天線為典型案例,研究了考慮面板誤差的柱面天線機電綜合仿真和優(yōu)化設(shè)計方法,為拋物柱面天線的設(shè)計工作提供理論支持和方法指導(dǎo)。主要內(nèi)容包括:1.基于Sammi提出的考慮表面隨機誤差分布不均勻性的拋物柱面天線方向圖的計算模型,采用Matlab軟件,編寫了拋物柱面天線各項電性能指標(biāo)的計算程序。通過具體算例研究了線饋源照射下,反射面誤差對天線增益損失等指標(biāo)的影響規(guī)律。建立了算例天線的參數(shù)化有限元模型,給出了柱面天線機電綜合仿真的方法和流程。從有限元分析結(jié)果中提取面板的變形信息,利用Matlab編程實現(xiàn)了該柱面天線的機電集成分析。2.綜合考慮天線各項性能指標(biāo)要求,以天線背架截面尺寸為設(shè)計變量,建立了柱面天線機電綜合優(yōu)化模型,并給出相應(yīng)的計算流程,實現(xiàn)了案例天線的機電綜合確定性優(yōu)化設(shè)計。3.考慮天線背架截面參數(shù)的隨機性,結(jié)合Kriging方法和數(shù)值積分技術(shù),給出了一種求解電性能均值和方差的不確定性分析方法。以此為基礎(chǔ),建立了拋物柱面天線穩(wěn)健優(yōu)化模型,給出了相應(yīng)的優(yōu)化流程。實現(xiàn)了算例天線的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH-39;TN823.27
【部分圖文】：

圖 1.1 澳大利亞 Molonglo(莫朗格洛)望遠鏡圖 1.2 是位于我國新疆紅柳峽觀測站的 天籟計劃 射電望遠鏡[2]，它是為我國暗能量探測項目專門研制的陣列天線。該項目（即 天籟 項目）全稱為 暗能

圖 1.2 天籟計劃柱形天線（右）拋物柱面天線的結(jié)構(gòu)相對來說比較簡單，主要由反射面和饋源系統(tǒng)組成，是一夠以相對低的成本獲得較大接收面積的反射面天線。與拋物面反射天線相比

產(chǎn)品抵抗來自外界諸多干擾的能力。通過穩(wěn)健設(shè)計獲得的產(chǎn)品各方面都有所提升例如優(yōu)異的產(chǎn)品性能、產(chǎn)品抗干擾能力強以及降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等等。通常我們在進行穩(wěn)健設(shè)計時首先會建立穩(wěn)健設(shè)計模型，而當(dāng)產(chǎn)品在設(shè)計過中同時存在可控因素和不可控因素時，穩(wěn)健設(shè)計模型可以通過下圖來描述[25]：

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本文編號：2811833