反射面天线的赋形设计及形面预测

发布时间：2017-10-17 13:05

  本文关键词：反射面天线的赋形设计及形面预测

  更多相关文章： 机电耦合 反射面天线 表面误差 赋形设计 形面预测 支持向量回归

【摘要】：在陆地观测、地球遥感、卫星通讯以及深空探测等国防和航天领域,空间大型可展开天线是系统中必不可少的关键性设备,并朝高增益、高频段、高精度和大口径等方向发展。天线的性能不仅由电磁因素决定,而且也受到机械结构因素的紧密影响,涉及典型的机电耦合问题。为了满足天线的高频段和波束赋形要求,对反射面的精度保持提出了新的挑战,其机电耦合关系更为突出。为确保天线的电性能指标,本文研究了天线反射面的赋形设计与形面预测,主要工作及成果如下:首先,研究了天线反射面位移场与电磁场间的耦合关系。以旋转抛物面天线为例,介绍了天线的基本电参数和口径场法,将有限元网格划分方法应用到现有的口径场法中,结合形函数和质心切分法,建立了反射面表面误差与口径面上对应三角形单元相位误差项之间的关系。通过分析桁架式可展开反射面天线的机电耦合特性,表明与传统方法相比,提出的方法大幅减少电磁场计算时的网格数量,在施加随机节点位移后,会导致方向图中主瓣衰减、旁瓣升高。其次,针对反射面天线赋形设计,提出了一种改进的口径面相位综合法。假设满足口径面的幅相分布可以产生期望方向图,且指定口径面幅相分布可通过简单形状的反射面产生,该方法在给定一个近场口径面的初始幅度分布值的基础上,优化近场口径面的相位分布。然后计算赋形反射面的坐标值,根据反射面形状和馈源辐射方向图计算口径面的幅度分布。利用所提出的方法,设计了一个可以照射到中国所有区域的赋形天线。最后,基于电性能测试数据,研究了反射面的形面预测方法。介绍了核函数和支持向量回归的分类,基于支持向量回归方法,应用高斯径向基函数和线性规划支持向量回归,建立了反射面天线形面预测模型。以一个桁架式可展开反射面天线的仿真数值,验证了形面预测模型的可行性。
【关键词】：机电耦合 反射面天线 表面误差 赋形设计 形面预测 支持向量回归
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-13
• 缩略语对照表13-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景及意义16
• 1.2 国内外发展概况和研究现状16-19
• 1.2.1 反射面天线误差分析16-17
• 1.2.2 反射面天线赋形设计17-18
• 1.2.3 反射面天线变形预测18-19
• 1.3 本文主要工作19-22
• 第二章 反射面天线机电耦合分析22-44
• 2.1 引言22
• 2.2 反射面天线基本参数22-26
• 2.2.1 抛物面天线方程22-23
• 2.2.2 天线电参数23-26
• 2.3 反射面天线电磁计算方法26-30
• 2.3.1 内问题求解27-28
• 2.3.2 外问题求解28-30
• 2.4 表面误差对电性能影响30-37
• 2.4.1 RUZE公式30-31
• 2.4.2 口径面相位分布31-32
• 2.4.3 考虑表面误差时的电性能计算32-37
• 2.5 数值算例37-43
• 2.6 本章小结43-44
• 第三章 反射面天线赋形44-54
• 3.1 引言44
• 3.2 相关概念44-46
• 3.2.1 覆盖区域44-46
• 3.2.2 极化方式46
• 3.3 反射面形面赋形46-51
• 3.3.1 改进的口径面相位综合法47
• 3.3.2 口径面相位优化47-49
• 3.3.3 反射面形面计算49-51
• 3.4 数值算例51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 反射面天线形面预测54-66
• 4.1 引言54
• 4.2 支持向量回归54-59
• 4.2.1 关键技术54-55
• 4.2.2 数据预处理55-56
• 4.2.3 核函数56-57
• 4.2.4 回归函数57-59
• 4.3 反射面天线形面预测59-60
• 4.4 数值算例60-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本文的主要工作和结论66
• 5.2 下一步工作66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者简介74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1048983