[发明专利]一种静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统

说明书

本发明属于星载天线仿真技术领域，公开了一种静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统，所述静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法包括：给定静电成形薄膜反射面天线几何建模参数；建立包含索网支撑和薄膜电极面的索膜电极面结构；建立包含边界拉索的薄膜反射面结构；建立可展开支撑桁架结构；完成静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模。本发明通过对静电成形薄膜反射面天线的可展开支撑桁架、索膜电极面和薄膜反射面进行参数化建模，可用以进行静电成形薄膜反射面天线高精度有限元建模分析和结构优化，能够方便的建立不同尺寸参数的静电成形薄膜反射面天线整体模型，为静电成形薄膜反射面天线高精度分析和结构优化提供了基础。

技术领域

本发明属于星载天线仿真技术领域，尤其涉及一种静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统。

背景技术

目前，静电成形薄膜反射面天线一般由可展开支撑桁架、索膜电极面和薄膜反射面组成，合理的建立静电成形薄膜反射面天线整体模型，是准确分析静电成形薄膜反射面天线结构性能的关键。

然而业内对于静电成形薄膜反射面天线建模和分析大多都没有建立整体模型，更没有针对天线结构优化进行的参数化建模方法。Surya P.Chodimella，James D.Moore等人在进行静电成形薄膜反射面天线热变形分析时仅仅建立了薄膜反射面和电极面模型，没有建立支撑桁架和电极面支撑索网结构；刘超，高峰等人建立了电极面支撑索网结构和薄膜反射面结构用以进行场耦合分析以及电极电压优化设计，但是没有建立支撑桁架结构。因此，亟需一种新的静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)业内对于静电成形薄膜反射面天线建模和分析大多都没有建立整体模型，更没有针对天线结构优化进行的参数化建模方法。

(2)现有技术在进行静电成形薄膜反射面天线热变形分析时仅仅建立了薄膜反射面和电极面模型，没有建立支撑桁架和电极面支撑索网结构。

(3)现有技术通过电极面支撑索网结构和薄膜反射面结构用以进行场耦合分析以及电极电压优化设计，但是没有建立支撑桁架结构。

解决以上问题及缺陷的难度为：一方面，静电成形薄膜反射面天线整体结构复杂，包含前后索网、竖向索、薄膜反射面、边界拉索和支撑桁架等结构，因此如何合理的选取建模参数，并且根据选取的参数生成合理的拓扑连接关系是静电成形薄膜反射面天线参数化建模的关键，也是难点之一；另一方面，索膜电极面结构和薄膜反射面均属于柔性结构，支撑桁架属于刚性结构，两者需要利用边界索进行连接过渡，如何处理好柔性结构和刚性结构之间的连接关系是建立静电成形薄膜反射面天线整体模型的必要条件。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提供的静电成形薄膜反射面天线整体建模方法及系统，解决了静电成形薄膜反射面天线参数选取和建模两个问题，既可以方便快捷的进行静电成形薄膜反射面天线整体参数化建模，也可以为后续的静电成形薄膜反射面天线有限元分析和结构优化提供技术支持。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统，尤其涉及一种基于参数化的静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法及系统，旨在解决静电成形薄膜反射面天线整体建模复杂，难以进行结构优化的问题。

本发明是这样实现的，一种静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法，所述静电成形薄膜反射面天线整体有限元建模方法包括以下步骤：

步骤一，给定静电成形薄膜反射面天线几何建模参数，该步骤确定了静电成形薄膜反射面建模需要的所有几何参数，为参数化建模提供了数据基础；

步骤二，建立包含索网支撑和薄膜电极面的索膜电极面结构，该步骤提供了索膜电极面结构参数化建模的方法，可参数化生成薄膜电极面，前、后索网和竖向索；