某多馈源雷达天线系统结构设计与实现

发布时间：2020-08-08 02:08

【摘要】：雷达是现代战争中侦查敌情的关键装备。雷达天线用于发射和接收电磁波,是雷达必不可少的系统。雷达天线的电性能指标直接决定着雷达整机的探测距离、探测精度等战术指标。天线结构设计则是雷达天线系统电性能指标的保证。本课题来源于公司某抛物面天线阵项目。该雷达天线系统的馈源系统采用多馈源自动换馈的形式,结构复杂,指标要求高,研制周期短。本文基于工程实际需要,应用CAD/CAE技术完成了该多馈源雷达天线系统的结构设计与仿真,实现了该天线系统的工程化。首先,基于抛物面天线的工作原理,分析了抛物面天线的电性能参数,提取了抛物面天线结构设计要点,为后续天线结构的详细设计提供依据和参考。然后,根据技术指标要求,完成了天线系统总体结构方案设计,实现了自动换馈系统、天线反射体、承载平台、俯仰机构等结构的模块化设计。对比分析了两种馈源自动换馈方案,设计了一种通过直线运动机构实现三组馈源自动换馈并用锁定销锁定的换馈系统。详细介绍了天线反射体、承载平台等部件的结构设计要点。基于CAD方法,采用UG.NX10建立了整个天线系统的三维模型。运用UG.NX10的运动分析模块完成了俯仰机构的运动仿真分析,确定了天线俯仰机构所需驱动力,为电动缸和伺服控制系统的设计选型提供了设计依据。最后,分析并计算了天线系统外载荷,包括风载荷、自重载荷以及冰雪载荷等,应用CAE方法,采用MSC.Patran/Nastran建立了该抛物面天线以及整体结构的有限元仿真模型,完成了静力学及模态仿真分析,验证了天线系统结构设计的合理性。提出了一种基于有限元仿真的定焦方案,完成了大尺寸重量重的馈源系统的准确定焦。最终得到的抛物面天线系统产品满足该雷达的各项电性能指标要求。本文得到的抛物面天线系统结构设计方法可以为其他项目的天线系统结构设计提供参考。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.2
【图文】：

示意图,光程差,示意图,误差

天线电性能的影响于存在制造误差，自重、风力、温致，存在一定的误差，这些误差主如不进行控制将大大影响抛物面时应合理分析和分配制造误差和误差限定过小，将使得整个天线结证。线电性能的影响主要是由于型面降低，旁瓣电平增高。物面存在误差时，从焦点出发的电面上各点的相位不同，从而使得天。

方向图,偏焦,馈源,纵向

电子科技大学硕士学位论文位中心须与抛物面天线的焦点完全重合，撑杆的变形和馈源的安装误差等因素，论焦点主要有两种情况：一是纵偏，二线方向的偏移）后偏离焦点时，将会引起天线增益降低，馈源沿轴线偏离时，馈源发出的电磁波电磁波路径互不平行，引起散焦[4]。理论焦点为 F，轴向偏移δz后，焦点偏反射后到达天线口面上所走过的路程不线方向图的影响与偏焦量大小、口面场于 0.1λ 时，增益损失较小，旁瓣升高不λ。

示意图,设备组成,示意图,框架

图 3-1 设备组成示意图设计主要由 10m 抛物面天线、换馈系统、承载框架、、高频舱、扶梯等组成。其中承载基座是整个天线安装在承载基座上，上部安装承载框架，实现天线构安装在承载框架上，用于驱动天线进行俯仰运动10m 抛物面天线安装在俯仰机构的俯仰过渡框架上面天线连为一体。天线系统整体结构复杂，尺寸较大，研制周期短，体方案设计时遵循“先进、适用、可靠、经济”的原化、模块化）”设计思想，缩短设计周期，减小设的防护性、安全性、维护性、维修性。方位转台

【参考文献】