[发明专利]一种构架式天线索网机电集成制作方法

说明书

本发明公开了一种构架式天线索网机电集成制作方法，所述构架式天线索网机电集成制作方法基于粒子群算法，用索网结构的张立平衡条件及索段张力的上下限构成适应度函数；利用优化算法对具有几何非线性特征的索网结构力学模型进行求解，寻找模块索网边界处的垂跨结构。本发明通过构造合适的适应度函数将约束问题转化成了无约束问题，从而可以选择PSO算法进行求解。本发明能够设计天线的索网力学结构，保证索网的力学性能在许可范围内，能极大程度降低反射面缝隙对天线电性能的影响。

技术领域

本发明属于构架式天线技术领域，尤其涉及一种构架式天线索网机电集成制作方法。

背景技术

构架式可展开天线由多个空间单元组成，是一种网状反射面天线；其独特的模块化设计理念既能有效实现天线结构的大口径和高精度要求。构架式可展天线由上部的金属索网和下部的背架构成。在天线整体组装前期，分别对模块进行设计和调试，而模块索网边界上的节点在索张力平衡条件下，须向里缩进从而形成垂跨结构形式。垂跨比的存在使得边界处的索网三角形面片面积有所缺损，导致反射面上模块间出现缝隙。缝隙的存在对天线电性能会产生影响，那么，如何解决缝隙带来的问题，即设计各模块的索网垂跨比，就成了构架式天线索网设计的关键。若垂跨比小，则会导致边界索网单元的张力增加，反之，垂跨比大，反射面就会损失，进而影响天线的增益。

综上所述，现有的构架式天线索网存在反射面上模块间缝隙带来的天线电性能较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构架式天线索网机电集成制作方法，旨在解决现有的构架式天线索网存在反射面上模块间缝隙带来的天线电性能较低的问题。

本发明是这样实现的，一种构架式天线索网机电集成制作方法，所述构架式天线索网机电集成制作方法基于粒子群算法，用索网结构的张立平衡条件及索段张力的上下限构成适应度函数；利用优化算法对具有几何非线性特征的索网结构力学模型进行求解，寻找模块索网边界处的垂跨结构。

进一步，所述构架式天线索网机电集成制作方法包括以下步骤：

首先分析构架式天线的电性能，对天线增益进行数学描述；

其次进行索网结构的力学分析，设计索网中各索段的平衡张力；

然后通过分析建立构架式天线索网机电集成设计的优化数学模型；

最后基于张力平衡条件及索段张力上下限的适应度函数，提出基于粒子群优化算法的构架式天线索网机电集成设计方法。

进一步，通过构建索网结构的力平衡方程可求得索网部分的张力值T_NUME×1。

进一步，优化数学模型为：

Findρ＝[ρ₁，ρ₂，…，ρ_NUMM]^T

ρ_j∈[ρ_jl,ρ_ju],j＝1,…,NUMM

进一步，适应度函数为，

其中，f_max是群体中最差可行个体的适应度值；

进一步，反射面天线的方向系数为：

其中，表示馈源的辐射功率；

对反射面上每个面片进行积分计算得到各个单元的远区辐射电场后，在远场对所有面片进行叠加，得到整个天线的远区辐射电场。

将D₁代入天线的增益公式：