[发明专利]一种静电成形薄膜天线的电极布局方法

权利要求书

1.一种静电成形薄膜天线的电极布局方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤101：开始静电成形薄膜反射面天线电极布局方法；

步骤102：选择初始的电极划分、电压通道数目、初始电压配置、初始电极位置配置；

步骤103：建立在静电力作用下的薄膜反射面形面控制模型；

步骤104：基于优化的方法，计算天线反射面各参数性能，配置电极位置及相应电压；

步骤105：结束静电成形薄膜反射面天线布局方法。

2.根据权利要求1所述的一种静电成形薄膜天线的电极布局方法，其特征是：所述的步骤103，包括如下步骤：

步骤201：开始建立薄膜反射面形面控制模型；

步骤202：将薄膜反射面离散为若干个平面三角形膜单元；

步骤203：得到反射面上任一点的位移-应变关系ε_x，ε_y、ε_xy；

步骤204：得到薄膜反射面的应变能其中{ε_D}={ε_xD,ε_yD,0}^T是在外扰下的应变；

步骤205：基于平板电容器原理，得到静电面力其中U是极间电压，ε_PER是真空介电常数；

步骤206：基于虚功原理，膜单元应力在虚应变上所做的功等于在受到静电面力作用下其在虚位移上做的功，即可得薄膜系统的形面控制模型[K_L+K_NL]{X}={F_D+F_E}，其中[K_L]和[K_NL]分别是薄膜结构的线性及非线性刚度阵，{X}是节点位移向量，{F_D}和{F_E}分别是外扰及静电面力的载荷向量；

步骤207：结束建立薄膜反射面形面控制模型，获得节点变形与外扰和静电面力载荷的关系。

3.根据权利要求1所述的一种静电成形薄膜天线的电极布局方法，其特征是：所述的步骤104，包括如下步骤：

步骤301：进入电极位置和电压配置的优化设计。依据步骤103建立的薄膜反射面形面控制模型；

步骤302：基于最小二乘法，进行电压控制策略的求解，寻找最优的电极位置和电压配置；

步骤303：根据步骤302得到的最优的配置参数，得到薄膜反射面的性能参数；

步骤304：根据步骤303得到的性能参数，得到优化目标-供电通道数ch，约束-各供电通道对应的电压单元应力σ、形面精度RMS；

步骤305：判断是否满足优化方法的终止条件，如满足，即输出结果；如果不满足，转到步骤302，继续优化；

步骤306：输出最优的电极位置和电压配置结果；

步骤307：结束电极位置和电压配置的优化设计。

4.根据权利要求3所述的一种静电成形薄膜天线的电极布局方法，其特征是：所述的步骤302，包括如下步骤：

步骤401：进入基于最小二乘法的电压控制策略；

步骤402：根据步骤102设置的初始电极位置和电压配置和步骤103建立的薄膜反射面形面控制模型，利用ANSYS软件计算在外载荷F_D下的节点变形；

步骤403：调整电极位置及电压配置；

步骤404：再次计算反射面的各项性能参数，包括单元应力σ，形面精度RMS等；

步骤405：判断是否满足形面精度RMS最小，如满足，即输出结果；如果不满足，转到步骤402，寻找更优的配置方式；

步骤406：输出最优的电压配置结果；

步骤407：结束基于最小二乘法的电压控制策略。