[发明专利]面向天线指向大型变形抛物面天线面板移动拟合调整方法

权利要求书

1.一种面向天线指向大型变形抛物面天线面板移动拟合调整方法，其特征在于，包括如下过程：

(1)根据大型抛物面天线的结构参数、工作频率及材料属性，确定天线结构方案及促动器初始位置，在有限元力学分析软件中建立理想情况下的天线结构有限元模型，并确定促动器支撑面板节点；

所述大型抛物面天线的结构参数包括反射面口径和焦距；所述大型抛物面天线的材料属性包括天线背架材料和反射面面板材料的密度、弹性模量；

(2)根据建立的理想情况下的天线结构有限元模型，在有限元力学分析软件中对未变形抛物面天线结构有限元模型施加重力载荷，计算天线结构自重变形，并提取天线变形抛物面的节点信息；

(3)利用抛物面天线机电耦合模型，计算变形抛物面天线电性能，转至步骤(8)；

(4)根据天线变形抛物面的节点信息，确定变形抛物面与理想设计面的对应节点，虚拟移动面板；

(5)根据天线指向，计算反射面拟合均方根误差最小的目标曲面；

步骤(5)按如下过程进行：

(5a)基于促动器虚拟移动目标点P_0i(x_0i',y_0i',z_0i')，确定变形抛物面虚拟移动后N个采样节点的新位置P_v(x_i,y_i,z_i)；

(5b)根据天线工作指向，计算使反射面拟合均方根误差最小的目标曲面方程的焦距f_g：

(5c)得到目标曲面的方程为：

(6)根据得到的目标曲面，确定天线变形抛物面与目标曲面的对应节点，计算促动器调整量；

步骤(6)按如下过程进行：

(6a)由天线理想设计面上促动器支撑面板的节点的法线方向余弦，得到天线变形抛物面上促动器支撑面板的节点的法线方向余弦(u_i,v_i,w_i)：

(6b)提取促动器支撑面板节点，由天线理想设计面上促动器支撑面板的节点的法线方向余弦，得到经过天线变形抛物面上促动器支撑面板的节点的法线方程：

(6c)求解上述法线方程，得到过天线变形抛物面上促动器支撑面板的节点的法线方向直线与目标曲面交点的z坐标，以及天线变形抛物面上促动器支撑面板的节点对应目标曲面的法线方向的交点坐标；

(6d)确定调整系数即当目标曲面的法线方向的交点位于沿天线变形抛物面上促动器支撑面板的节点法线方向指向反射面内侧时，则取1，当节点位于沿法线方向指向反射面外侧时，则取-1；

(6e)计算变形抛物面上节点相对于目标曲面上节点的法向偏差：

(6f)根据确定的调整系数和变形抛物面上节点相对于目标曲面上节点的法向偏差，计算促动器调整量

(7)根据促动器调整量，对应调整天线面板至新的位置，更新天线结构有限元模型，转至步骤(2)；

(8)根据得到的变形抛物面天线电性能，计算变形抛物面天线指向，根据大型抛物面天线的性能要求，判断天线指向是否满足要求，若不满足，进行步骤(4)，若满足，则输出促动器调整量，从而得到最优的面板移动拟合调整量。

2.根据权利要求1所述的一种面向天线指向大型变形抛物面天线面板移动拟合调整方法，其特征在于，步骤(3)，利用天线机电耦合模型，计算变形抛物面天线的远区电场方向图，从方向图中可以确定天线指向电性能参数，机电耦合模型如下：

式中，(θ,φ)为远区观察方向，f₀(ξ,φ')为馈源方向图，为反射面表面变形对口径场相位的影响项，δ(β)为天线结构位移，β为天线结构设计变量，包括结构尺寸、形状、拓扑和类型参数，r₀为馈源到反射面一点的距离，k为波常数，A表示天线口径面，ρ'、φ'为XOY平面内的极坐标。