[发明专利]一种相控阵天线阵面变形全天候监测方法

权利要求书

1.一种相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤一、确定相控阵天线阵面仿真工况

分析影响天线阵面变形的环境载荷，确定影响天线阵面变形的主要因素，假设因素有m个，将每个因素在一定范围内进行离散，选取r个水平，查询标准化的正交表L_n(r^q)，q≥m；n＝r^k(k＝2,3,…)确定仿真工况；

步骤二、天线阵面有限元仿真模型构建与验证

利用有限元仿真工具，建立天线阵面有限元仿真模型，并在某一典型工况下对建立的有限元模型进行仿真，获取仿真结果数据，同时，在同一典型工况下对天线阵面变形进行测量，将仿真数据与测量数据进行对比，如果超出了给定的误差范围，对建立的仿真模型进行修正；

步骤三、获取天线阵面仿真工况对应的变形数据

按照步骤一确定的仿真工况对修正后的仿真模型进行一一仿真，记录各工况下的天线阵面变形数据；

步骤四、建立基于神经网络的天线阵面变形监测模型

以仿真数据为基础，选取神经网络的类型，确定所述神经网络的结构参数，对神经网络进行训练和测试，构建基于神经网络的天线阵面变形监测模型；

步骤五、对天线阵面变形进行全天候监测

通过实时监测的天线阵面的仿真工况数据，带入天线阵面变形监测模型，实时计算天线阵面变形，实现天线阵面变形全天候的实时监测。

2.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤一中，影响天线阵面变形的环境载荷包括重力载荷、风载、温度载荷、辐射单元的行位置和列位置。

3.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤二中，有限元仿真模型的构建因素包括天线阵面几何模型的简化、网格划分、定义材料属性、定义边界条件。

4.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤二中，对天线阵面有限元仿真模型的修正包括刚度修正、质量修正、边界条件修正。

5.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤四中，将仿真数据作为样本数据进行归一化处理，随机选择部分样本数据作为训练样本数据，剩下一部分样本数据作为测试样本数据；确定神经网络的结构参数，利用训练样本数据对建立的天线阵面变形监测模型进行训练，并利用测试样本数据对训练后的神经网络进行测试，当测试结果超出了误差允许范围，需对神经网络的结构参数进行修正，从而建立基于神经网络的天线阵面变形监测模型。

6.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤四中，天线阵面变形监测模型的构建方法包括以下步骤：

相控阵天线阵面变形监测神经网络模型构建；

天线阵面仿真样本数据归一化预处理；

相控阵天线阵面变形监测神经网络样本的选择；

相控阵天线阵面变形监测神经网络训练；

相控阵天线阵面变形监测神经网络测试。

7.如权利要求6所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在相控阵天线阵面变形监测神经网络模型构建中，所构建的神经网络模型采用BP神经网络、RBF神经网络、进化神经网络、模糊神经网络、小波神经网络中的其中一种实现。

8.如权利要求6所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：所构建的神经网络模型包括输入层、隐藏层和输出层；其中，输入层综合考虑了影响天线阵面变形的各种因素，选取了重力荷载、风荷载、温度荷载、辐射单元的行位置和列位置5个神经元节；输出层选取了相控阵天线的每个辐射单元在三个坐标轴方向上的位移△X，△Y，△Z。

9.如权利要求1所述的相控阵天线阵面变形全天候监测方法，其特征在于：在步骤五中，将实时采集的天线阵面环境载荷以及相控阵天线的每个辐射单元的坐标值，输入基于神经网络的天线阵面变形监测模型，实时计算每个辐射单元的变形，实现天线阵面变形全天候的实时监测。