[发明专利]一种天线结构天文辐射效应分析方法

权利要求书

1.一种天线结构阴影区域划分方法，该方法用于将地形图中的天线结构反射面划分为阴影区域和非阴影区域，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将地形图中的天线结构反射面采用有限单元法划分为多个三角形单元；地形图中天线结构反射面以外的区域为周边地貌区域；

步骤2，将地形图沿日照光线方向采用等间隔的直线分割成多个条带；

步骤3，对每个条带，沿日照光线方向找到周边地貌区域的高程极值点J1，高程极值点J1指的是周边地貌区域中沿z向具有最大值的点；以高程极值点J1为起点，沿日照光线的传播路径在地形图中找到与日照光线相交的点J2，若点J2处于天线结构反射面中，则执行步骤4，若点J2处于周边地貌区域中，则天线结构反射面中的每个三角形单元均属于阴影区域；

步骤4，根据高程极值点J1和点J2确定天线结构反射面中的每个三角形单元属于阴影区域还是非阴影区域，采用的方法如下：

针对每个三角形单元，判断三角形单元的每个顶点的x向坐标是否均处于[x_J1,x_J2]中且y向坐标是否均处于[y_J1,y_J2]中,若是，则该三角形单元为阴影区域，否则，该三角形单元为非阴影区域，其中，x_J1,x_J2分别为高程极值点J1和点J2的x向坐标，y_J1,y_J2分别为高程极值点J1和点J2的y向坐标。

2.一种天线结构天文辐射效应分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，确定初始时刻和结束时刻，将初始时刻和结束时刻之间的每个时刻下的地形图中的天线结构反射面划分为阴影区域和非阴影区域，阴影区域和非阴影区域均包括多个三角形单元；

其中，将初始时刻和结束时刻之间的每个时刻下的地形图中的天线结构反射面划分为阴影区域和非阴影区域，为根据权利要求1所述的天线结构阴影区域划分方法进行划分；

步骤2，求每个时刻下的非阴影区域的每个三角形单元的综合温度和三角形单元表面太阳辐射强度I，包括以下步骤：

步骤2.1：求辐射换热表面系数h_r和三角形单元表面太阳辐射强度I，采用的计算方法如下：

利用ANSYS软件求解公式(1)，得到辐射换热表面系数h_r和三角形单元表面太阳辐射强度I：

其中，ε为三角形单元表面辐射率，σ为斯蒂芬玻尔兹曼常数，T_sur为三角形单元环境表面温度，ρ为太阳辐射吸收系数；T_a为大气温度，T_w为三角形单元表面温度；I为三角形单元表面太阳辐射强度；

步骤2.2：求三角形单元的表面对流换热系数h_c，采用公式(2)计算：

其中，表面对流换热系数h_c的单位为W/(m²·K)，v为当地风速，T_a为大气温度，T_w为三角形单元表面温度；

步骤2.3：求三角形单元的综合温度采用公式(3)计算：

其中，T_a为大气温度，T_w为三角形单元表面温度，ρ为太阳辐射吸收系数，I为三角形单元表面太阳辐射强度，q_s为外表面换热系数，单位为W/(m²·K⁴)，h_c为三角形单元的表面对流换热系数，h_r为三角形单元的辐射换热表面系数；

步骤3，将初始时刻下的阴影区域的每个三角形单元的表面温度，作为初始时刻和结束时刻之间的每个时刻下的该三角形单元的综合温度

步骤4，将步骤2得到的每个时刻下的非阴影区域的每个三角形单元的综合温度和三角形单元表面太阳辐射强度I，以及步骤3得到的每个时刻下的阴影区域的每个三角形单元的综合温度均输入到天线结构有限元模型中，天线结构有限元模型输出每个时刻下的每个三角形单元的应力值和变形值。