高頻段大型反射面天線熱變形補償技術

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1.引言 1
1.2反射面天線發(fā)展歷史 2
1.3國內外主要大型天線 4
1.3.1國外主要反射面天線 5
1.3.2我國主要反射面天線 8
1.3.3國際主要面天線陣列 11
1.4采用溫控措施的典型天線 13
1.5反射面天線熱效應研究現狀 15
1.6反射面天線性能補償方法 16
1.6.1機械補償方法 17
1.6.2電子補償方法 18
1.6.3補償方法對比 20
1.7本書內容安排 20
第2章 熱變形補償方案與溫度傳感器布局 23
2.1熱變形補償技術方案 23
2.2溫度傳感器布局設計 24
2.2.1面板傳感器布局方案 26
2.2.2背架傳感器布局方案 31
2.2.3布局方案驗證 36
2.3天線日照溫度場特性分析 42
2.3.1日照溫度場影響因素 42
2.3.2日照溫度場特性分析 43
2.4天線日照溫度仿真與分析 45
2.4.1實驗夭線模型 45
2.4.2日照溫度仿真邊界條件 47
2.4.3沮度仿真與實驗結果 51
第3章 反射面天線溫度場計算及插值重構 62
3.1熱分析方法與軟件 62
3.1.1傳熱學理論 62
3.1.2熱分析軟件 64
3.2工程天線溫度場計算過程 66
3.2.1天線結構分析模型 66
3.2.2 天線熱分析模型 69
3.2.3熱分析邊界條件 71
3.2.4溫度場計算結果 74
3.3反射面天線溫度插值方法 77
3.3.1插值基本原理 77
3.3.2多項式插值方法 79
3.3.3 Kriging插值方法 80
3.3.4 距離反比加權插值方法 80
3.3.5 Barnes客觀分析插值方法 81
3.4插值方法特點與應用比較 82
3.5基于插值的溫度場重構應用與驗證 84
3.5.1重構驗證方案與流程 84
3.5.2線性溫度場重構驗證 85
3.5.3實測溫度場重構驗證 87
3.6 基于測量和仿真數據的溫度場預估 89
3.6.1 太陽照射工況 89
3.6.2.溫度分布規(guī)律 90
3.6.3 溫度預估流程 91
3.6.4實驗天線應用 93
第4章 反射面天線熱變形描述與電性能計算 100
4.1 結構位移場獲取方法 100
4.2熱變形軟件計算命令 100
4.3結構熱變形快速算法 101
4.3.1快速矩陣算法 101
4.3.2熱變形基向量矩陣.103
4.3.3快速算法驗證103
4.4變形反射面擬合方法 106
4.4.1拋物面擬合方法.106
4.4.2賦形面擬合方法 108
4.5面板和背架溫度對面形精度的影響 110
4.6結構網格與電磁網格的位移信息傳遞 115
4.6.1三角形網格高斯積分點選取 115
4.6.2三角形網格二次曲面方程構造 117
4.6.3三角形網格節(jié)點法矢量構造 119
4.6.4結構網格細化生成電磁網格 120
4.6.5工程案例應用與分析121
4.7反射面天線熱變形對被束指向的影響 126
4.7.1主反射面變形126
4.7.2饋源橫向移動 127
4.7.3副反射面移動127
4.7.4副反射面轉動128
4.8 變形天線電性能計算方法與應用驗證 129
4.8.1小變形反射面天線 129
4.8.2大變形反射面天線 129
4.8.3指數誤差項分段線性逼近 130
4.8.4電性能近似計算方法 134
4.8.5電性能近似計算流程 137
4.8.6小變形天線應用案例138
4.8.7大變形天線應用案例 140
第5章 熱變形天線饋源位置和指向調整量計算 143
5.1基于變形方向圖的天線饋源調整量計算方法 143
5.1.1最佳吻合與饋源三個位置 143
5.1.2調整量反推模型及求解 144
5.1.3工程案例應用與分析 146
5.2基于饋源位姿誤差的饋源調整量計算方法 150
5.2.1饋源位置誤差和指向誤差 150
5.2.2調整量反推模型及求解 151
5.2.3工程案例應用與分析 153
5.3饋源調整方法應用結論159
5.4天線伺服系統(tǒng)方位俯仰調整量計算方法 160
5.4.1指向調整:tit算方法 160
5.4.2工程案例應用與分析 163
第6章 反射面天線熱變形補償激據庫匹配調用 167
6.1 數據相似性描述方法 167
6.1.1最小三乘法 167
6 1.2.特征匹配法 168
6 1.3模式匹配法 168
6.2.補償數據庫三重匹配調用方法 169
6.2.1溫度數據均方根誤差匹配 171
6.2.2 沮度數據相似性區(qū)域匹配 171
6.2.3 溫度數據關鍵性區(qū)域匹配 172
6.3 工程案例應用 173
6.3.1 天線結構與傳感器布局 173
6.3.2 溫度數據匹配計算過程 175
6.3.3 電性能校核 177
第7章 基于太陽入射角的天線熱變形與電性能分析 179
7.1面向大型天線的太陽入射角 181
7.1.1太陽入射角定義 181
7 1.2計算方法 181
7 1.3應用案例 183
7.2 基于太陽入射角的機電熱藕合分析方法 185
7.2.1熱分析軟件概述 185
7.2.2機電熱藕舍分析流程 186
7.2.3天線結構模型與性能仿真 187
7.2.4.異構軟件接口與數據傳遞 187
7.3.基于太陽入射角的天線溫度場分析 188
7.3.1反射面天線熱輻射分析 188
7.3.2熱輻射分析結果與結論 191
7.4基于太陽入射角的結構熱變形分析 193
7.4.1天線結構熱變形模型 193
7.4.2變形分析結果與結論 194
7.5 基于太陽入射角的天線電性能分析 196
7.5.1面天線電磁建模 196
7.5.2電性能分析結果與結論 197
7.6面向大型天線的太陽輻射影響藕合分析軟件 199
7.6.1軟件總體設計 199
7.6.2軟件開發(fā)環(huán)境 200
7.6.3軟件工作流程 200
7.6.4軟件界面設計 202
7.6.5工程案例應用 203
第8章 溫度傳感器安裝方式與誤差校準 208
8.1 溫度傳感器安裝方式實驗 208
8.1.1實驗器材選用 209
8 1.2實驗條件確定 211
8.2傳感器探頭安裝方式影響分析 211
8.2.1探頭三重膠裝貼合影響 212
8.2.2貼合位置導熱材料填充影響 215
8.3陰陽面區(qū)域傳感器安裝影響分析 217
8.3.1實驗環(huán)境模擬 217
8.3.2實驗數據分析 217
8.4溫度傳感器誤差分析與校準方法 221
8.4.1主要誤差來源 221
8.4.2誤差修正策略 222
8.4.3傳感器校推方法 222
8.5采集誤差對天線變形和電性能的影響 224
第9章 天線反射面表面溫控涂層影響分析 228
9.1反射面天線溫度控制方式 228
9.1.1天線罩 229
9 1.2背架包裹 230
9 1.3溫控涂層 232
9.2 表面溫控涂層影響分析 233
9.2.1.椅架結構實驗模型 233
9.2.2.實驗工況介紹 235
9.2.3.實驗數據分析 236
第10章 溫度采集硬件系統(tǒng)與軟件平臺 239
10.1溫度采集硬件系統(tǒng) 239
10.1.1系統(tǒng)整體架構 239
10.1.2硬件系統(tǒng)選型 240
10.1.3硬件安裝連接 242
10.2溫度來集與熱補償軟件平臺 244
10.2.1溫度測量平臺概述 245
10.2.2軟件平臺關鍵技術 245
10.2.3測溫軟件開發(fā)流程 246
10.2.4軟件平臺界面設計 247
10.2.5熱補償調整量計算流程 251
參考文獻 254