基于应变信息的大型雷达天线阵面变形场重构方法研究

发布时间：2020-03-30 20:36

【摘要】：随着我国国防需求的提升,防卫武器装备的性能在我国国防实力的组成中越发重要。其中相控阵雷达作为远程探测的一种装备,其性能对我国防空、反导能力有着重要意义。在应用中,相控阵雷达的功能型面往往发生变形从而影响其精度。为了保证雷达性能,需要准确测量大型相控阵雷达阵面的结构变形,并以此为依据对雷达的信号进行补偿。以上述问题为总体背景,本文选取了相控阵雷达中的阵元基板这一关键结构进行了其变形场重构方法的研究。本文首先对总体问题进行了简要介绍,通过查阅国内外研究现状明确了对雷达性能影响较大的阵面结构变形的衡量指标,并选取了逆有限元方法(iFEM)作为核心算法。通过对阵元基板的力学特性进行分析,采用了经典的Kirchhoff薄板理论对其进行建模。随后引入了有限元方法中基于薄板理论的4节点板弯曲非协调元完成了iFEM算法的构造。通过对普通薄板以及与阵元基板等效的加筋板进行仿真,所述算法的可行性以及性能得到了初步验证。为了进一步验证所述方法在实际应用中的效果,本文又针对薄平板这一简单对象搭建了实验装置进行了实验研究。在实验装置中,本文结合问题的具体条件选择了光纤Bragg光栅作为应变传感器,通过对逆向板弯曲单元内部高斯点的计算确定了栅区分布方案;根据所选研究对象以及算法的理论基础,进行了实验平台的设计。实验结果表明,所述iFEM算法以及测量系统可以实现平板的变形场重构,其精度在合理范围内。最后,针对实验结果中出现的重构精度下降的问题,本文又对重构方法的误差来源进行了分析,给出了基于DMS-PSO的应变传递效率标定方法。通过该方法,实现了各工况下应变传递效率的标定,有效地将重构结果的小均方根误差控制在最大变形的15%以内,提高了重构方法的精度与工程实用性。
【图文】：

智能蒙皮,金柱,样件,天线

图 1-1 文献[17]中所述的智能蒙皮天线样件金柱等[18]又对一种该结构的智能蒙皮天线进线由天线阵列、保护层、敏感层三部分组成栅应变传感器。由光纤 Bragg 光栅传感器测得蒙皮天线的变形量。此外，，文献中还建立了

壳单元

iQS4逆壳单元
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ5;TN957.2

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