[发明专利]温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量的计算方法

摘要

本发明公开的温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量的计算方法，属于微带天线技术领域。所述微带天线采用三层结构，包括贴片层、基底和接地板。本发明包括如下步骤：给出微带天线结构满足的三个边界条件，并联立所述的三个边界条件求出常数应变c，弯曲轴tb和弯曲半径r；求取微带天线应变ε；求取温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量ΔL；根据求取的温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量ΔL，设计满足高温和弯曲共形下符合所需辐射特性的聚合物基微带天线，解决实际工程问题。本发明目的是提供一种温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量的计算方法，利用所述的方法能够设计满足高温和弯曲共形下符合所需辐射特性的聚合物基微带天线。

主权项

温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量的计算方法，其特征在于：所述微带天线采用三层结构，包括贴片层(1)、基底(2)和接地板(3)；包括如下步骤，步骤一：给出微带天线结构满足的三个边界条件，并联立所述的三个边界条件求出常数应变c，弯曲轴tb和弯曲半径r；边界条件一：形成常数应变的合力为零Eg(c‑αgΔT)tg/(1‑νg)+Es(c‑αsΔT)ts/(1‑νs)+Ef(c‑αfΔT)tf/(1‑νf)＝0   (1)其中：E为材料的弹性模量，c为应变的常数部分，α为材料的热膨胀系数，ΔT为温度载荷，t为材料的厚度，ν为材料的泊松比，且下标g、s、f分别表示接地板(3)、基底(2)和贴片层(1)；边界条件二：形成弯曲应变的合力为零∫-tg0Eg(z-tb)(1-vg)rdz+∫0tsEs(z-tb)(1-vs)rdz+∫tsts+tfEf(z-tb)(1-vf)rdz=0---(2)]]>其中：z为纵坐标，z满足‑tg≤z≤ts+tf，tb为弯曲应变分量为0的弯曲轴，r为聚合物基微带天线结构的弯曲半径；边界条件三：关于弯曲轴的总弯矩与施加弯矩相等∫-tg0σg(z-tb)dz+∫0tsσs(z-tb)dz+∫tsts+tfσf(z-tb)dz=M---(3)]]>其中σ为材料的应力，且下标g、s、f分别表示接地板(3)、基底(2)和贴片层(1)，M为弯矩载荷，联立所述的三个边界条件，求出常数应变c，弯曲轴tb和弯曲半径r：c=(Egtgαg(1-vs)(1-vf)+Estsαs(1-vg)(1-vf)+Eftfαf(1-vg)(1-vs))ΔTEgtg(1-vs)(1-vf)+Ests(1-vg)(1-vf)+Eftf(1-vg)(1-vs)]]>tb=-Eg(tg2+2tgts)(1-vs)(1-vf)-Ests2(1-vg)(1-vf)+Eftf2(1-vg)(1-vs)2(Egtg(1-vs)(1-vf)+Ests(1-vg)(1-vf)+Eftf(1-vs)(1-vf))]]>3(Eg(tg2+2tgts)(c-αgΔT)(1-vs)(1-vf)+Ests2(c-αsΔT)(1-vg)(1-vf)]]>1r=-Eftf2(c-αfΔT)(1-vg)(1-vs))+6M(1-vg)(1-vs)(1-vf)Egtg(6ts2+6tstg+2tg2+3tb(2ts+tg))(1-vs)(1-vf)+Ests2(2ts+3tb)(1-vg)(1-vf)+Eftf2(2tf-3tb)(1-vg)(1-vs)]]>步骤二：求取微带天线应变ε；根据公式求取微带天线应变ε，其中c为应变的常数部分，z为纵坐标，z满足‑tg≤z≤ts+tf，tb为弯曲应变分量为0的弯曲轴，r为微带天线结构的弯曲半径；步骤三：求取温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量ΔL；在温度载荷ΔT及弯矩载荷M共同作用下，所述微带天线的应变随z轴呈线性分布，是纵坐标z的函数ε(z)；当微带天线结构内部位移满足连续的边界条件，根据微带天线结构的变形量ΔL＝L0·ε(z)求取温度和弯矩载荷下聚合物基微带天线变形量ΔL，且微带天线的变形量也随z轴呈线性变化；其中：L0为微带天线结构原长度，为已知给定值。