[发明专利]基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预测方法及设备

说明书

本发明公开了基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预测方法，包括；S1、通过有效质量法对振型数进行预估；S2、确定传感器个数，传感器个数即等于振型数；S3、将传感器均匀布置在平面阵列天线阵面上；S4、测出在振动载荷情况下，平面阵列天线阵面上传感器布置点处的应变；S5、获取平面阵列天线阵面上天线单元各测点的应变模态振型和位移模态振型；S6、重构出天线单元的位移；本发明还公开了基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预测设备。本发明利用了应变测量理论，通过采集天线单元少数点的振动变形信息来反映整个平面阵列天线阵面的模型特征，重构出天线单元的位移，提高了重构精度。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预测 方法及设备。

背景技术

随着电子科学技术的发展，天线逐渐成为了不可或缺的电子产品，尤其是阵列天线，已经成为近几年天线研究的主要课题。但是，阵列天线由于其工作环境的特殊性， 会经常受到外部振动载荷的影响，因而其电性能就会受损，难以实现预期的工作需求。 因此研究振动对阵列天线的影响就显得十分重要。

正如以上所述，Harmen研究了振动对共形天线电性能的影响，但在其研究中并未对 天线对象进行随机振动分析求得天线的结构变形，而是通过对结构的模态分析确定了天 线的固有振型，振型是指弹性体或弹性系统自身固有的振动形式；用天线的第一阶固有振型来近似该天线的结构变形,这种方法很难反映出天线结构性能变化的真实情况。

宋立伟研究了随机振动对天线结构变形的影响；根据天线位移阵面响应均值和方差 来构造天线面板变形的一组随机样本，但由于采用的是近似的等质量实体模型，只是与实际研究对象大致相似，在细节上并没有过多处理，难以反映出天线的实际变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预 测方法及设备，以解决利用随机振动对天线结构变形影响研究中，难以反映出天线实际变形的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

基于主模态法和应变的阵列天线振动变形预测方法，包括以下步骤：

S1、通过有效质量法对振型数进行预估；

S2、确定传感器个数，传感器个数即等于振型数；

S3、将传感器均匀布置在平面阵列天线阵面上；

S4、使用测量仪，测出在振动载荷情况下，平面阵列天线阵面上传感器布置点处的应变，并将数据加以收集整理；

S5、根据收集的数据，获取平面阵列天线阵面上天线单元各测点的应变模态振型和 位移模态振型；

S6、根据应变模态振型和位移模态振型，确定天线单元各测点的位置，重构出天线单元的位移，预测出阵列天线振动变形。

通过有效质量法预估传感器数量，然后在平面阵列天线阵面上布置传感器，收集应 变数据进行分析，确定天线单元位置，重构出天线单元的位移；利用了应变测量理论，通过采集天线单元少数点的振动变形信息来反映整个平面阵列天线阵面的模型特征，重构出天线单元的位移，提高了重构精度。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1包括；

获取多自由度体系在地面运动作用下的微分方程，如下式：

其中，M表示质量，C表示阻尼，K表示刚度，I表示惯性矩，表示加速度，表示速度，x表示位移，实际地面运动加速度。