[发明专利]一种基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法

权利要求书

1.一种基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据反射面天线的结构参数、工作频率及材料属性，确定反射面天线结构方案及温度传感器布局方案；

(2)根据反射面天线的结构方案及其所在的地理位置、天气状况和工作姿态，在热分析软件中对不同工况下的反射面天线进行热仿真分析，并将仿真结果整合成该反射面天线的温度信息库；

(3)根据温度传感器布局方案，将反射面天线的面板划分为N个环域，并取N个环域中第i个环域i＝1；

(4)根据实验现场的环境，确定反射面天线方位俯仰角以及太阳光线与反射面的夹角；

(5)确定第i个环域内温度传感器的数量n_i及位置；

(6)提取当前工况下第i个环域内温度传感器采集的实际数值；

(7)根据得到的温度信息库确定第i个环域的温度场t_i；

(8)根据得到的反射面天线第i个环域的温度场，计算当前工况下第i个环域的初始温度场；

(9)根据得到的当前工况下第i个环域的初始温度场，提取当前工况下第i个环域内温度传感器所在位置处的初始温度值t′_ij；

(10)根据得到的当前工况下第i个环域内温度传感器采集的实际数值和当前工况下第i个环域内温度传感器所在位置的初始温度值，计算天线第i个环域的类比系数；

步骤(10)按如下过程进行：

假设当前工况下的环境温度为T₀℃，已知第i个环域内第j个传感器采集的实际数值为t_ij℃，从初始温度场t′_i中提取当前工况下第i个环域内温度传感器所在位置的初始温度值为t′_ij，其中变量j满足1≤j≤n_i；

根据天线结构热类比特性，计算天线第i个环域的类比系数η_i：

式中，k为温度传感器的数量，满足1≤k≤n_i；

(11)利用第i个环域的类比系数修正第i个环域的初始温度场，从而重构反射面天线第i个环域的实际温度场，判断变量i是否大于或等于N，若不满足，令i＝i+1，重复步骤(5)-(10)；若满足，则整合N个环域的实际温度场，从而重构出反射面天线的实际温度场。

2.根据权利要求1所述的基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反射面天线的结构参数包括反射面口径、焦距及面板排布情况；所述反射面天线的材料属性包括反射面面板材料的密度、导热系数、比热容、弹性模量和泊松比。

3.根据权利要求1所述的基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，步骤(2)中，建立温度数据库时天线的纬度为0°，即保证太阳从反射面天线正上方经过。

4.根据权利要求1所述的基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，步骤(3)中，根据温度传感器布局方案将反射面天线的面板划分为N个环域，假设同一环面板上的温度传感器所在位置到圆心的距离相同，则沿着面板的径向方向，距离最近的两环面板上的传感器所在位置到圆心的距离分别为R₁、R₂，取

则面板上以R₃为半径的圆周即为相邻两环域的分界线。

5.根据权利要求1所述的基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，步骤(8)中，将第i个环域的温度场t_i转动后得到当前工况下第i个环域的初始温度场t′_i：

式中，为温度场t_i绕天线口径面的中心轴线旋转度时的转动因子；T₀为前工况下的环境温度。

6.根据权利要求1所述的基于结构热类比的反射面天线温度快速重构方法，其特征在于，步骤(11)利用第i个环域的类比系数η_i修正第i个环域的初始温度场t′_i，从而重构天线第i个环域的实际温度场T_i，

T_i＝η_i(t′_i-T₀)+T₀ (4)。