大型宽带反射面天线的机电耦合分析 被引量：9

1

作者 李鹏 郑飞 季祥 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期473-479,共7页

大型宽带反射面天线的机电耦合分析中,存在结构网格和电磁网格不匹配,不同频段分析需要不同的网格等问题.针对这些问题,使用口径面法建立机电耦合模型;从结构网格出发,推导结构网格和电磁网格之间的转换矩阵;根据不同频段电磁分析要求,... 大型宽带反射面天线的机电耦合分析中,存在结构网格和电磁网格不匹配,不同频段分析需要不同的网格等问题.针对这些问题,使用口径面法建立机电耦合模型;从结构网格出发,推导结构网格和电磁网格之间的转换矩阵;根据不同频段电磁分析要求,确定计算结点数目.使用网格转换矩阵结合三角形单元的Gauss积分公式分析大型宽带反射面天线的机电耦合模型.相对于使用FEKO软件,避免了繁琐的网格处理,节省了计算时间;相对于常用的积分方法,有更高的计算精度.仿真实例表明该分析方法是正确的和有效的,能够用于大型宽带反射面天线的机电耦合分析.并将该方法应用于某40 m抛物面天线工程中,分析结果与工程实际经验符合. 展开更多

关键词 反射面天线 机电耦合 网格转换矩阵 Gauss积分公式

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考虑馈源位置误差的面天线机电耦合优化设计 被引量：9

2

作者 李鹏 郑飞 段宝岩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1377-1382,共6页

针对面天线结构设计中存在的机电分离以及忽视馈源位置误差的问题,从机械电磁两场耦合的角度,将反射面天线主面误差和馈源位置误差统一到天线方向图的远场计算公式中,从而可以研究包含馈源支撑结构在内的天线结构参数对主要电性能(包括... 针对面天线结构设计中存在的机电分离以及忽视馈源位置误差的问题,从机械电磁两场耦合的角度,将反射面天线主面误差和馈源位置误差统一到天线方向图的远场计算公式中,从而可以研究包含馈源支撑结构在内的天线结构参数对主要电性能(包括增益、副瓣、波瓣宽度、指向精度等)的影响.利用该公式建立了包含馈源支撑结构参数的天线整体机电耦合优化模型,通过某8m天线的仿真对比表明了该耦合优化模型的优点,最后将该优化模型应用于某40m大型反射面天线,取得了满意的效果. 展开更多

关键词 面天线 机电耦合 优化模型 馈源位置误差

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变形反射面天线馈源最佳相位中心的研究 被引量：8

3

作者 宋立伟 段宝岩 郑飞 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期894-897,共4页

针对变形反射面天线馈源相位中心选取的问题,提出了寻找天线馈源最佳相位中心的优化模型.该模型基于变形反射面天线馈源相位中心与远场方向图的函数关系式,可得到天线反射面存在任意表面误差时的馈源最佳相位中心,使得天线的增益损失最... 针对变形反射面天线馈源相位中心选取的问题,提出了寻找天线馈源最佳相位中心的优化模型.该模型基于变形反射面天线馈源相位中心与远场方向图的函数关系式,可得到天线反射面存在任意表面误差时的馈源最佳相位中心,使得天线的增益损失最小.将该模型应用于某8 m反射面天线的工程计算中.在仅考虑天线自身重力荷载的情况下,确定了天线不同仰角时的馈源最佳相位中心.数值模拟结果表明,该优化模型所确定的增益损失小于最佳吻合抛物面时的增益损失. 展开更多

关键词 反射面天线 馈源相位中心 反射面表面误差 增益损失

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大型桁架面天线的机电耦合优化设计 被引量：4

4

作者 李鹏 杨东武 +1 位作者 王伟 郑飞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期22-27,共6页

该文针对桁架面天线结构优化设计中的机电分离问题,将天线表面的微小变形表示为口径场的相位变化,得到包含结构因素的天线远场耦合计算公式,通过实验验证了该耦合公式的有效性和正确性。利用该公式将电性能指标引入传统的天线结构优化中... 该文针对桁架面天线结构优化设计中的机电分离问题,将天线表面的微小变形表示为口径场的相位变化,得到包含结构因素的天线远场耦合计算公式,通过实验验证了该耦合公式的有效性和正确性。利用该公式将电性能指标引入传统的天线结构优化中,建立了以天线重量或电性能为优化目标,以结构强度和多种电性能变化量为约束的机电耦合优化模型,可以在天线结构设计过程中直接考察天线的主要电性能(包括增益、副瓣、波瓣宽度、指向精度等),同时避免了单一使用天线面精度的预估电性能的不足。通过某8m天线的仿真结果表明了该耦合优化模型的优点。 展开更多

关键词 面天线 机电耦合 优化模型 桁架结构

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随机参数反射面天线机电集成稳健优化设计 被引量：5

5

作者 马洪波 段宝岩 王从思 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1065-1070,共6页

针对反射面天线风荷与结构参数具有随机性的特点,提出了随机因素下机电集成设计方法。首先,导出了随机因素下反射面天线电磁场与位移场的场耦合关系式。其次,提出了基于新关系式的机电集成稳健优化设计模型,给出了求解的策略与方法。最... 针对反射面天线风荷与结构参数具有随机性的特点,提出了随机因素下机电集成设计方法。首先,导出了随机因素下反射面天线电磁场与位移场的场耦合关系式。其次,提出了基于新关系式的机电集成稳健优化设计模型,给出了求解的策略与方法。最后,将所提出的理论与方法应用于某8m与40m天线中,得到了满意的结果。 展开更多

关键词 反射面天线 随机因素 场耦合关系式 机电综合优化

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基于离散网格的机电耦合问题分析 被引量：4

6

作者 宋立伟 郑飞 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期347-352,384,共7页

针对机械结构与电磁场相互作用的问题,给出了其机电耦合问题的概念,并提出了一种基于相同离散网格求解结构和电磁场问题的机电耦合模型.该模型根据电磁分析精度对几何模型网格尺寸的要求,采用了迭代法加密网格来解决结构位移场引起的网... 针对机械结构与电磁场相互作用的问题,给出了其机电耦合问题的概念,并提出了一种基于相同离散网格求解结构和电磁场问题的机电耦合模型.该模型根据电磁分析精度对几何模型网格尺寸的要求,采用了迭代法加密网格来解决结构位移场引起的网格尺寸增大问题,进而利用矩量法准确分析结构位移场对电磁特性的影响.最后,将该模型应用于一个电磁散射问题和一个天线问题的案例.仿真结果表明,结构位移场对电磁场的影响不可忽视,可为结构设计和电气设计提供参考. 展开更多

关键词 机械结构 电磁场 机电耦合模型 离散网格 迭代法 矩量法

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表面误差对反射面天线电性能的影响 被引量：17

7

作者 宋立伟 段宝岩 +1 位作者 郑飞 马洪波 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期552-556,共5页

针对反射面天线存在的误差问题,建立了包含系统误差和随机误差对电性能影响的数学模型.该模型根据表面误差与口径面相位分布的关系,利用口径法得到功率方向图.通过对模型分析可知,随机误差对方向图各个方位产生影响;系统误差产生栅瓣,... 针对反射面天线存在的误差问题,建立了包含系统误差和随机误差对电性能影响的数学模型.该模型根据表面误差与口径面相位分布的关系,利用口径法得到功率方向图.通过对模型分析可知,随机误差对方向图各个方位产生影响;系统误差产生栅瓣,且栅瓣的位置和电平取决于变形情况.最后将模型应用到8米口径的抛物面天线中,收到了满意的结果,验证了文中模型和方法的正确性. 展开更多

关键词 反射面天线 表面误差 系统误差 随机误差 电性能

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基于不同网格形式的反射面天线方向图分析 被引量：11

8

作者 李鹏 张志华 +1 位作者 王伟 郑飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期347-351,共5页

反射面天线远场方向图分析中需要数值积分。分别针对扇形、三角形和四边形三种不同的积分网格形式,推导出相应的Gauss积分公式。对于扇形单元使用极坐标形式的Gauss积分公式,对于三角形单元使用面积坐标的Gauss积分公式,并将其推广到四... 反射面天线远场方向图分析中需要数值积分。分别针对扇形、三角形和四边形三种不同的积分网格形式,推导出相应的Gauss积分公式。对于扇形单元使用极坐标形式的Gauss积分公式,对于三角形单元使用面积坐标的Gauss积分公式,并将其推广到四边形单元。与常用的梯形积分相比,给出的积分公式能够有效减少计算时间,提高计算精度。与Hammer积分相比,给出的公式可以取得更高的精度,并且可以应用于四边形网格。通过仿真实验,讨论了网格划分形式与密度对积分精度的影响,仿真结果也表明了该公式的有效性和正确性。 展开更多

关键词 反射面天线 机电耦合 数值分析 Gauss积分公式 网格划分

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反射面表面与馈源误差对天线方向图的影响 被引量：17

9

作者 宋立伟 段宝岩 郑飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1269-1274,共6页

针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反... 针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反射面天线辐射场的变化。然后,用所建立的模型对8 m口径的抛物面天线进行了数值计算,将天线在实际工况下的反射面表面误差与馈源相位中心误差一同引入模型中,分析了反射面天线误差信息对增益和副瓣电平影响,得到了相关数据和曲线,可为反射面天线的误差分析提供参考。 展开更多

关键词 反射面天线 反射面表面误差 馈源相位中心误差 远场方向图

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连续体结构拓扑优化的一种改进变密度法及其应用 被引量：35

10

作者 昌俊康 段宝岩 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期188-192,共5页

针对连续体结构拓扑优化设计变密度方法SIMP和RAMP,因惩罚函数选取的不合理而导致拓扑结构形式不甚合理的问题,本文提出了一种新的惩罚函数,并基于此函数导出了相应的迭代设计公式,几个典型考题的数值结果,说明了方法的可行性和有效性。

关键词 拓扑优化 变密度法 新的惩罚函数

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面板位置误差对反射面天线功率方向图的影响机理 被引量：5

11

作者 王伟 李鹏 宋立伟 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期708-713,共6页

根据反射面天线分块面板的结构特点,推导出了面板位置误差与天线口面相位误差之间的转换矩阵.在此基础上,研究了分块面板的平移和倾斜对于天线功率方向图的影响机理.选择由3圈面板拼装而成的反射面天线进行案例分析,数值仿真结果与实测... 根据反射面天线分块面板的结构特点,推导出了面板位置误差与天线口面相位误差之间的转换矩阵.在此基础上,研究了分块面板的平移和倾斜对于天线功率方向图的影响机理.选择由3圈面板拼装而成的反射面天线进行案例分析,数值仿真结果与实测数据比较显示,相对误差小于10%,该误差转换矩阵可应用于实际天线工程中电性能的估算以及表面精度调整等. 展开更多

关键词 反射面天线 影响机理 面板位置误差 功率方向图 误差转换矩阵

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表面纹理对反射面天线电性能的影响 被引量：4

12

作者 李鹏 郑飞 李娜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期2278-2282,共5页

反射面天线面板的加工质量包括加工精度和表面质量,两者都会影响天线的电性能。论文针对研究较少的表面加工质量,利用分形函数建立表面纹理的数学模型,并通过相位差将微观表面纹理引入天线的远场方向图计算公式,利用三角形单元的Gauss... 反射面天线面板的加工质量包括加工精度和表面质量,两者都会影响天线的电性能。论文针对研究较少的表面加工质量,利用分形函数建立表面纹理的数学模型,并通过相位差将微观表面纹理引入天线的远场方向图计算公式,利用三角形单元的Gauss积分公式数值求解。通过仿真,分析了不同的表面纹理幅度、密度和粗糙程度对天线远场方向图的影响。研究发现:表面纹理的幅度越大,对方向图的影响越大;密度越大、越粗糙,影响越小。而且,幅度的影响最大,密度其次,粗糙程度影响最小。仿真的结果与模型定性分析的结论符合。所提出的模型和方法为研究面板表面加工质量对反射面天线电性能的影响提供了新的思路,得出的结论也可供工程实践参考。 展开更多

关键词 反射面天线 机电耦合 表面纹理 分形函数 远场方向图

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天线最佳吻合轴向误差的精确计算方法 被引量：1

13

作者 冷国俊 王伟 白前 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期826-831,共6页

针对现有的吻合计算,存在以轴向RMS最小为设计目标的吻合,对目前计算轴向误差的方法进行了讨论,指出了某些稍不合理的地方,提出了一个较为准确的计算轴向误差的计算公式,并给出了推导过程。对某两个40米天线和64米天线的有限元模型进行... 针对现有的吻合计算,存在以轴向RMS最小为设计目标的吻合,对目前计算轴向误差的方法进行了讨论,指出了某些稍不合理的地方,提出了一个较为准确的计算轴向误差的计算公式,并给出了推导过程。对某两个40米天线和64米天线的有限元模型进行了仿真分析,验证了该公式的合理性。实验结果说明,该方法应用范围更广,在工程中应用此方法可以得到更加精确的误差信息,并在此基础上做吻合工作,以便更准确地指导下一步天线的安装和调整,获得更好的天线性能。 展开更多

关键词 大型面天线 表面误差 轴向误差 最佳吻合方法

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拓扑优化与仿生设计在空间太阳能电站热设计中的应用 被引量：2

14

作者 樊冠恒 段宝岩 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期445-451,共7页

高效热设计与热控制是高功率连续微波无线传能与空间太阳电站(SSPS)领域的研究热点之一,引起了国内外同行专家的高度关注与浓厚兴趣。本文针对欧米伽空间太阳能电站(SSPS-OMEGA)的结构特点及其对热设计与热控提出的巨大挑战,基于拓扑优... 高效热设计与热控制是高功率连续微波无线传能与空间太阳电站(SSPS)领域的研究热点之一,引起了国内外同行专家的高度关注与浓厚兴趣。本文针对欧米伽空间太阳能电站(SSPS-OMEGA)的结构特点及其对热设计与热控提出的巨大挑战,基于拓扑优化与仿生的思想,提出了一种新的热设计策略与方法。首先,联合流体出口边界与流道构型,建立最小化表面平均温度和流道压力损失的优化模型,得到陀螺馈源光伏阵上背板流道最优的出口位置与最佳拓扑构型,使馈源中的热量导出效率明显提高。其次,建立了仿蝴蝶翅膀形状与结构的对自由空间辐射散热的布局与拓扑优化模型,在满足性态前提下显著提升辐射效率。再者,分析推导了非线性目标和约束函数关于设计变量的灵敏度计算公式与迭代格式。最后,将本文模型与方法应用于欧米伽空间太阳能电站热设计,得到了满意的结果。 展开更多

关键词 欧米伽空间太阳能电站 拓扑优化 仿蝴蝶翅膀设计 空间热设计与热控制

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