表面误差对侧馈偏置卡塞格伦天线辐射场的影响

以侧馈偏置卡塞格伦双反射面天线为对象,通过数值计算方法分析了该天线的平均功率方向图,研究了反射面随机表面误差对天线辐射特性的影响．分析过程中首先将反射面上某点的随机误差量定义为该点在标准反射面法线方向上的偏移量,并认为反射面上每一个小区域内的偏移量相同,然后在随机表面误差带来的口径相位误差服从均值为零的正态分布的条件下,推导了天线平均功率方向图的计算公式,并利用该公式模拟计算了相关的数据和曲线．文中结果可为反射面制造精度的确定提供参考．     

一种采用可重构极化旋转表面的天线RCS减缩方法

针对天线的雷达截面减缩问题,提出了一种基于二极管控制的棋盘式分布可重构极化旋转表面,并将其用于准八木天线的雷达截面分时减缩方法．该方法考虑将可重构技术应用于极化旋转表面设计中,将可重构极化旋转表面用于置换准八木天线的金属反射板中,使得极化旋转表面反射板可以在金属特性反射板以及低雷达截面反射板之间相互切换．当二极管导通时,天线处于工作状态,可重构极化旋转表面反射板可当做一般金属板使用,则能够最大程度保留天线的辐射特性;当二极管截断时,天线处于非工作状态,可重构极化旋转表面反射板处于低雷达截面特性,可最大程度降低天线的带内雷达截面．仿真及实测结果表明,在工作状态时,天线的辐射特性几乎未发生变化;在非工作状态时,使用可重构极化旋转表面反射板,天线的单站雷达截面最大减缩量可达25dB以上,减缩角域可达-20°≤θ≤+20°．该方法可在保证准八木天线辐射特性的基础上最大程度地降低天线的雷达截面．     

Antenna radar cross section reduction by a reconfigurable radar absorbing structure

An active reconfigurable Radar absorbing structure using a pin diode for the radar cross section (RCS) reduction of the antenna reflector is proposed, which is able to be switched between metal reflector with OFF-state diodes and absorber with ON-state diodes. The reflection coefficient of the RAS reflector is able to be switched between less than -25.0dB with OFF-state diodes and more than -0.8dB with ON-state diodes around 8.3GHz. The RAS reflector with ON-state diodes is applied to a dipole antenna reflector and gives radiation performance equivalent to that of the dipole with a metal reflector. The RAS reflector with OFF-state diodes is used as a radar absorber for RCS reduction. Meanwhile, a chessboard-like geometry RAS reflector is proposed in response to the wideband RCS reduction. The RCS reduction band covers the working band and is extended to 5～18GHz. The results show that the reconfigurable RAS reflector can contribute to the antenna RCS reduction at the working frequency, with the radiation performance of the dipole antenna preserved.     

大型天线变形反射面的新拟合方法

基于反射面变形形状,提出一种新的大型天线变形反射面分块拟合方法．分析了天线结构与反射面节点位移,同时分块划分变形反射面,并采用Coons曲面拟合每个块域,利用周向三角拟合曲线与径向多项式拟合曲线来确定曲面片边界条件,从而得到全面、准确的反射面变形信息．对7.3m口径圆抛物面天线多工况下的电性能仿真,证明了该方法的准确性和有效性．     

反射面天线表面误差对平均功率方向图的影响

在同时存在随机误差和系统误差的情况下,提出了反射面天线平均功率方向图的计算方法．首先,分析面板加工误差以及框架安装误差,得出口径场随机相位误差的平均表达式．然后,考虑馈源的轴向偏焦问题,推导出系统误差存在时锥削照射相关函数的解析形式,进而得出了两种不同性质误差共同作用下的平均功率方向图．最后,以某65m口径天线为对象,研究了随机误差和系统误差对其电性能的影响,并给出了参考建议．     

多孔有限弹性平面问题的研究

应用弹性力学的复变函数理论,采用多保角变换的方法,推出了含有任意多孔有限大平板的多复变量应力函数的表达式.在内边界上进行复Fourier级数展开,在外边界上采用配点法确定应力函数的未知系数,从而计算有限大弹性板的应力场.以外边界为矩形,内边界为任意多椭圆孔的有限板为例,编制了相应的计算程序,进行了算例分析,给出了内外边界对孔边周向正应力影响的分布图.结果表明,本方法对处理多孔有限大弹性平面问题简单且行之有效.     

板状振子型基站天线的快速矩量法分析

板状振子型基站天线是现代移动通信中广泛使用的一种新型基站天线,为了快速而准确地分析该基站天线的辐射特性,对基站天线反射板进行AutoCAD自动建模及对建模数据进行数据二次开发处理,然后利用Progressive Numerical Method加速矩量法求解该新型基站天线的辐射特性,计算结果与已有结果吻合较好,并且节省了计算时间和内存需求量．     

短背射天线的分柝与计算

本文提出一种用于分析和计算短背射天线表面电流分布和远区辐射场的方法。该方法是将短背射天线的大小反射板按对称振子轴线方向分成许多窄条,等效成平行的线天线阵。求解此天线阵的积分方程,采用数值解法求出各单元天线上的电流分布及短背射天线的辐射特性。     

基于改进Hough变换的针板孔边缘检测

研究改进随机Hough变换检测针板的安装孔和定位孔边缘,解决常规随机Hough变换检测时针板安装孔、定位孔和送布牙槽边缘相互干扰的问题.采用边缘分离法将针板上的各个孔边缘表示为链表,依照各链表的矩特征量剔除干扰.通过改进的随机Hough变换在各个分离的边缘中检测孔的存在,可以避免针板各个孔边缘之间的相互干扰.实验证明本方法不仅能够检测出针板上的各圆孔边缘,而且可以检测针板的外圆轮廓,可以实现针板孔的非接触测量.     

宽角扫描双反射面天线的方向图分析

为了计算双反射面天线的宽角扫描辐射特性,该文给出了一种双反射面天线的方向图混合分析方法．先将几何光学和基于傅里叶-贝塞尔方法的物理光学相结合,提出了一种有效的双反射面天线次级方向图分析方法．与文献中已有结果的比较表明,文中的混合方法是可行和精确的,并采用该混合方法对一个侧馈偏置卡塞格伦天线进行了分析,给出了该天线的宽角扫描辐射特性和增益．计算结果表明,该天线在宽角扫描过程中,辐射方向图无太大畸变,增益损失很小,副瓣电平优于-20dB．     

远场反推变形反射面天线馈源调整量

针对构造最佳吻合抛物面需要事先准确获取反射面变形这一不足,提出一种从远场确定馈源调整量的方法．应用口径场法显式表达出远场对变形反射面最佳吻合参数的灵敏度,将远场和最佳吻合参数用超定线性方程组联系起来,通过测量远区电场,并基于奇异值分解法近似反推出主面变形信息,进而求出馈源调整量．此方法无需事先知道反射面变形信息,两组仿真案例也表明了该方法的正确性和对变形反射面天线补偿的有效性．     

Parameter matching design method to keep the asymmetrical astromesh reflector surface stable

The asymmetrical astromesh reflector surface is unstable when the space thermal environment is changing. To solve the problem, the article deduces two formulae that are required for stability design of the astromesh reflector network under a thermal load. According to the formulae, to keep horizontal stability, both the front net and the rear net of the astromesh reflector net should be designed with equal tension. The article presents a form-finding method to design equal tension cable networks, based on the steepest descent algorithm. The method has a better convergence than the one based on the direct iteration. To keep vertical stability, the cross section areas of rear net cable and front net cable should be match-designed. The design method described in the article is validated by the finite element method. The result shows that the asymmetrical astromesh reflector network designed by the method has a wonderful stability under an extreme thermal load.     

两级反射线性菲涅尔中高温集热系统热性能

针对复合抛物面集热器(compound parabolic collector, CPC)作为二级反射器和单层玻璃盖板的反射式线性菲涅尔中高温集热系统(linear Fresnel reflector concentrator, LFRC)的集热性能,基于稳态传热平衡原理,建立了集热系统稳态传热模型。系统地研究了风速、温度、太阳辐照度、聚光比、传热工质流速和流体进口温度等参数对接收器集热性能的影响,并给出了沿接收器管长的温度和能量分布情况。数值模拟结果表明:对于该集热系统,太阳辐照度、聚光比和工质进口温度是影响集热性能的关键影响因素,最高可达到72％,风速和环境温度对集热效率影响较小。因此增加接收器的长度能够很好地提高集热温度。     

侧馈偏置卡塞格伦天线的面赋形研究

为改善星载天线的宽角扫描特性,采用射线追踪的方法,通过优化的思想对侧馈偏置卡塞格伦(SFOC)天线的主反射面进行了面赋形设计．为增加反射面表达式的灵活性,设计时首先根据反射面的初始数据,以双三次B样条函数逼近其形状,然后以各馈源相位中心到与其对应的扫描口径面的路径等长为优化目标,通过Powell方法对样条函数的插值数据点进行调节,最终确定了反射面的形状．分析结果表明,面赋形工作有效降低了SFOC天线一维扫描和二维扫描过程中由相位误差带来的增益损失,改善了该天线系统的宽角扫描特性．     

空飘球散射特性的数值分析

依据空飘球的结构特点，给出了分割元的简捷方法。采用矩量分析方法，求出了空飘球的双基地雷达反射截面，分析了计算结果，总结了空飘球的散射特性。     

偏馈式构架反射器展开冲击特性分析

As the off-fed truss reflector is connected to the platform by a single edge and deployed rapidly through being driven by the spring, the impact influence acts obviously on both the reflector and the platform. Due to limitations of the ground test, the in-orbit deployment impact characteristics of truss reflector are difficult to obtain. Then, by taking a certain reflector as the research object, a dynamic model is established with multibody dynamic software. Based on the modified model with ground deployable tests, in-orbit deployment impact characteristics are obtained by simulation analysis. Therefore, the method for multibody dynamic modeling is suitable for truss reflector dynamic research, and the result is useful for the deployable reliability optimization.     

FAST反射面单元在索网变位中的碰撞分析

500 m口径球面射电望远镜采用柔性索网作为反射面支撑结构,反射面单元通过专用机构与索网连接,促动器连接下拉索控制索网,实现主动变位。在变位中,反射面单元要自适应于索网的各种变化,同时避免发生碰撞。为了给变位整体运行提供冗余保障,得出反射面单元碰撞分析基本机理及准则,基于索网与反射面单元的结构关系,将反射面单元的碰撞分析转化为对应主索单元的应力分析。通过设定条件下主索单元应力计算方法,对相关反射面单元碰撞问题进行分析。提出了正常变位情况下判别反射面单元碰撞的基本准则。通过计算变位后主索应力变化,提出分析判断正常变位反射面单元碰撞的方法,并提供了分析算例与结果。一定程度初步说明了正常变位条件下索网及反射面变位的合理性。     

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制，利用PhotoModeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.     

绳索-金属丝网组合结构力热匹配设计

网状可展开天线反射面是由柔性绳索与金属丝网缝制而成的．由于不同材料力热差异引起金属丝网与纤维绳索变形不协调,影响了绳索金属丝网组合结构的预应力分布与形面精度,降低了反射面的电性能．为此,有必要研究绳索金属丝网组合结构的力热匹配设计问题．文中采用只承受张力的两节点杆模拟绳索,利用膜模拟金属丝网结构,建立了绳索金属丝网组合结构力学模型,分析了绳索金属丝网组合结构热变形影响规律,对绳索截面参数进行了匹配设计．以环形桁架网状可展开天线为例,仿真结果表明,采用文中的力热匹配设计方法,在温变环境下反射面的热稳定性得到很大的改善,形面精度提高了92％．     

利用微分方程数值解构造自由曲面反光器

为在特定平面上得到均匀照明，构造了一种自由曲面反光器.根据已知的光源发光特性和所需实现的照明面上的光分布，基于理论模型，结合立体坐标系和能量守恒定理，推导得到微分方程组.采用差分法求解微分方程组得到自由曲面反光器的面形数据.对得到的曲面进行了光线追迹模拟，光源分别采用均匀发光的点光源和面光源.模拟得到的照明面为旋转对称的圆形，两种光源的照明均匀性均接近90％，面光源的均匀性更高.通过单一自由曲面反射器实现均匀照明，不依靠方棒、复眼透镜等器件，有助于实现整个照明系统的小型化.