面向机电耦合的有源相控阵天线电性能计算、补偿和集成设计软件

发布时间：2020-03-22 01:31

【摘要】：有源相控阵天线具有高精度、高数据率以及多目标探测等特点,在雷达、通信等领域中占据越来越重要的地位。然而,复杂的服役环境载荷、阵面电子器件高集成度等,会导致天线阵面温度升高,同时产生结构变形,最终恶化天线电性能。随着天线向高频段、高精度方向发展,天线结构与电性能之间的影响关系更为紧密,机电耦合问题更加突出。因此开发了有源相控阵天线变形后的电性能计算软件和补偿量计算软件,可用于快速评估结构变形对天线电性能的影响,计算天线电性能的补偿量,从而保障天线服役中的性能。有源相控阵雷达是一个复杂的电子设备,雷达结构的机电耦合问题也非常突出,所以综合结构力学、热分析与电磁分析,开发了有源相控阵雷达机电热集成设计软件。为了快速评估有源相控阵天线结构变形后的性能,开发了有源相控阵天线变形后的电性能计算软件,该软件能根据天线阵面上的随机误差(平面度和安装精度)和系统误差(马鞍面、碗状变形等),基于有源相控阵天线机电耦合模型,快速计算得到对应的天线电性能;为了能快速对有源相控阵天线变形后的电性能补偿,开发了平面有源相控阵天线变形后的补偿量计算软件,该软件能根据天线阵面变形,通过相位补偿法或幅相补偿法快速计算幅相补偿量,根据补偿量调整衰减器和移相器,对天线电性能进行快速补偿,提升天线服役性能;为了降低数字器件的量化属性对有源相控阵天线的影响,开发了考虑量化误差的有源相控阵天线补偿量计算软件,该软件基于一种幅相补偿量修正的数学方法,快速计算得到幅相补偿量修正后的值,实现对天线电性能优化。为了对有源相控阵雷达结构快速设计,开发了有源相控阵雷达机电热集成设计软件,该软件基于有源相控阵天线机电耦合理论和补偿方法,采用结构力学、热与电磁分析,完成雷达结构的机电热综合分析优化。基于MATLAB实现有源相控阵天线电性能和补偿量的快速计算,并且依托C++Builder实现软件的用户操作界面和对MATLAB的二次开发实现了软件模块功能。以此为基础,结合对力学分析、热分析专业软件的二次开发,借助数据库实现对数据的存储和传递,实现了有源相控阵雷达机电热集成设计软件的开发。该软件可以提高了工程人员的效率,降低成本。
【图文】：

有源相控阵天线,战斗机,预警雷达,多功能相控阵雷达

西安电子科技大学硕士学位论文阵天线应用领域也不仅仅局限于机载，包括预警雷达（路爪 AN/FPS-132 地基预警雷达）、导弹（新型爱国者雷达）以及舰载（“宙斯盾”舰载 AN/SPY-1 多功能相控阵雷达）等领域上占据重要的地位，成为未来军事装备研究中的主流之一[6-8]。

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西安电子科技大学硕士学位论文阵天线应用领域也不仅仅局限于机载，包括预警雷达（路爪 AN/FPS-132 地基预警雷达）、导弹（新型爱国者雷达）以及舰载（“宙斯盾”舰载 AN/SPY-1 多功能相控阵雷达）等领域上占据重要的地位，成为未来军事装备研究中的主流之一[6-8]。（a）图 F-22 战斗机（b）AN/APG-77 有源相控阵天线图 1.1 世界上先进的战斗机和其搭载的机载有源相控阵天线
【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】：2018
【分类号】：TN821.8

【参考文献】