[发明专利]一种快速补偿大型轻薄有源相控阵天线阵面变形的方法

摘要

本发明公开了一种快速补偿大型轻薄有源相控阵天线阵面变形的方法，包括以下步骤：建立有限元模型，得到阵面节点的位移系数矩阵，得到受环境载荷作用的阵面变形位移场，建立阵面作动器布局的优化模型，建立阵面精度与作动器调整量之间的关系，计算补偿阵面变形的最佳作动器调整量，根据最佳作动器调整量调整作动器。本发明的有益之处在于：(1)能够快速、有效的找到作动器的布置位置和布置数量，计算量减少；(2)可以快速、有效的计算出保障阵面精度最佳的作动器调整量，并且调整精度提高；(3)在保证不增加天线重量的前提下，同时兼顾了轻薄有源相控阵天线阵面的保型与调整，可以实现一体化设计，具有很高的工程使用价值。

主权项

1.一种快速补偿大型轻薄有源相控阵天线阵面变形的方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：根据轻薄有源相控阵天线阵面的结构参数和材料属性，建立轻薄有源相控阵天线阵面的有限元模型；Step2：对上述有限元模型做相应约束处理，并划分有限元网格，然后分别对上述有限元模型的所有单元节点施加单位作用力，得到阵面节点的位移系数矩阵m表示阵面有限元模型节点数，α_j＝{β₁ … β_m}^T表示在第j节点处施加单位作用力时各节点位移向量，j＝1,2,…,m；Step3：模拟轻薄有源相控阵天线阵面服役时所受的环境载荷,对上述有限元模型进行力学分析，得到受环境载荷作用的轻薄有源相控阵天线阵面变形位移场B_j表示受载荷后第j节点处的位移，j＝1,2,…,m；Step4：设置迭代步数k＝1，每次迭代时将作动器布置在此时阵面变形的最大节点位移处，且保持之前迭代步中的作动器位置不变，可得任一迭代步中作动器作用节点的位移系数矩阵A＝{A1 … An}m×n，由此建立轻薄有源相控阵天线阵面作动器布局的优化模型：Find:X＝(x1,…xn,y1,…yn)min:Δδ＝||B+ATF||2式中，x_i,y_i分别表示第i个作动器布置节点的横纵坐标；F表示阵面作动器作用力的大小；x,分别表示作动器布置节点的横坐标的上、下界；y,分别表示作动器布置节点的纵坐标的上、下界，Δδ表示阵面变形误差精度，n表示作动器个数，m表示阵面有限元模型节点数；Step5：根据作动器的布置方式，基于有限元理论，建立阵面精度与作动器调整量之间的关系；Step6：根据阵面精度与作动器调整量之间的关系，计算补偿轻薄有源相控阵天线阵面变形的最佳作动器调整量Step7：根据最佳作动器调整量调整作动器，从而实现对轻薄有源相控阵天线变形阵面的调整。