天线结构的静态和动态特性分析研究

发布时间：2017-08-30 14:36

  本文关键词：天线结构的静态和动态特性分析研究

  更多相关文章： 天线 静力学分析 动力学分析 灵敏度分析

【摘要】：天线结构系统最早出现在20世纪初,其基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标,并测定目标的空间位置。地面雷达天线广泛应用于国防、军事及气象等方面。对于天线的结构及其动静态特性的研究非常重要,提升雷达天线的整体性能也是进行设计时必须考虑的主要问题。以往对天线的研究是将连杆和关节都看成是刚性的,本文考虑了传动链系统的柔性对天线固有频率的影响,以期更准确地描述天线的动态特性。首先,对天线结合部进行了分类阐述,并对固定结合部和可动结合部的仿真处理方法进行了分类总结。将7.3米天线类比为三自由度串联机器人,建立了7.3米天线的标准D-H坐标系,对7.3米天线进行运动学分析,并推导出了其雅克比矩阵参数形式。其次,将简化处理的7.3米天线的三维模型导入到ANSYS Workbench有限元仿真软件中,对模型进行布尔操作等简化处理后,设置接触和运动副、划分网格、施加边界条件,对7.3米天线进行静力学分析。同时也对馈源舱进行了静力学分析。然后,采用拉格朗日方法建立了含有关节柔性特性的7.3米天线整体动力学方程,分别得到了7.3米天线的连杆动力学方程和电机动力学方程,并且推导得到了连杆动力学方程中惯量矩阵的参数形式。根据多自由度系统的模态分析理论,推导出含有关节柔性的7.3米天线系统振动方程。运用ANSYS Workbench有限元仿真软件对7.3米天线进行了自由模态分析,得出了7.3米天线前6阶固有频率值,并将理论结果和实验结果进行了对比分析。最后,对7.3米天线结构系统进行了灵敏度分析,分别从传动链系统刚度、配重块重量和混凝土地基高度等方面分析对天线固有频率的影响,并对7.3米天线进行了仿真分析,对提高天线的固有频率提出了建议。
【关键词】：天线 静力学分析 动力学分析 灵敏度分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究意义10-12
• 1.1.1 课题背景10-11
• 1.1.2 课题研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 天线结合部问题研究现状12-13
• 1.2.2 天线固有频率研究现状13-14
• 1.2.3 天线灵敏度研究现状14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 天线结合部建模和运动学分析17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 天线结合部精确建模方法17-25
• 2.2.1 典型结合部的建模方法汇总17-19
• 2.2.2 采用接触的结合部处理方法研究19-20
• 2.2.3 采用运动关节的处理方法研究20-21
• 2.2.4 基于虚拟样机的结合部实际处理方法研究21-23
• 2.2.5 边界条件的施加方式23-25
• 2.3 7.3米天线运动学分析25-28
• 2.3.1 建立 7.3 米天线标准D-H坐标系25-26
• 2.3.2 7.3米天线正运动学分析26-28
• 2.4 7.3 米天线雅克比矩阵28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 天线结构的静力学分析30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 7.3m天线整体变形分析30-32
• 3.3 FAST馈源舱整体结构静力学分析32-46
• 3.3.1 馈源舱的姿态描述32-33
• 3.3.2 馈源舱模型关键部位的简化处理33-34
• 3.3.3 馈源舱结构的网格划分34-35
• 3.3.4 馈源舱整体结构的静力学分析35-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 天线结构的动力学分析48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 7.3 米天线动力学模型的建立48-54
• 4.2.1 7.3 米天线柔性关节的建立48-49
• 4.2.2 7.3 米天线动力学模型的建立49-54
• 4.3 7.3米天线振动模态分析54-58
• 4.3.1 模态分析原理54-56
• 4.3.2 含有柔性关节的 7.3 米天线系统振动方程56-58
• 4.4 7.3m天线结构的自由模态分析58-62
• 4.4.1 7.3m天线结构的仿真处理59
• 4.4.2 7.3m天线结构模态分析结果59-61
• 4.4.3 7.3m天线的模态阵型61
• 4.4.4 不同俯仰角度下 7.3 米天线结构的固有频率61-62
• 4.5 7.3 米天线结构系统的模态试验62-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第5章 天线结构的灵敏度分析66-77
• 5.1 引言66
• 5.2 7.3m天线结构的灵敏度分析66-76
• 5.2.1 7.3m天线传动链刚度对固有频率的影响66-72
• 5.2.2 配重块的质量对天线固有频率的影响72-73
• 5.2.3 混凝土地基高度对天线固有频率的影响73-74
• 5.2.4 提高天线固有频率的方法74-76
• 5.3 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果83-84
• 致谢84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 钱宏亮;刘岩;范峰;;上海65m全可动天线结构变位疲劳作用分析[J];电波科学学报;2012年04期

2 曾余庚;;天线结构设计中的最优化问题(综述)[J];西北电讯工程学院学报;1982年02期

3 生建友,龚天寿;一种高增益杆状天线的结构设计及力学分析[J];舰船电子工程;2000年01期

4 唐宝富;天线结构模态分析[J];电子机械工程;2001年04期

5 张巨勇,施浒立,吕兴荣;便携式2米天线的结构设计[J];电子机械工程;2004年02期

6 王素军;巧用钟表自制室内天线[J];家庭电子;2005年12期

7 马洪波,陈建军,张建国,江涛;随机参数天线结构的概率优化设计[J];应用力学学报;2005年03期

8 罗鹰,段宝岩;星载可展开天线结构现状与发展[J];电子机械工程;2005年05期

9 王芳林;高伟;陈建军;;风荷激励下天线结构的随机振动分析[J];工程力学;2006年02期

10 朱增青;陈建军;刘国梁;;可信度约束区间参数天线结构动力特性分析[J];武汉理工大学学报;2010年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 唐登运;;天线结构的模态分析与动力优化[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年

2 苌浩;;某大型可折叠桁架式天线结构设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年

3 周治立;李莉;洪劲松;王秉中;;一种新颖的结构紧凑型谐波抑制天线[A];2011年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2011年

4 常芸芬;高成;石立华;徐远哲;;探地雷达蝶形天线的优化与设计[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年

5 梁玉军;谢慧;张静;翟琦;;天线仿真技术在大型天线维修中的应用[A];第十届中国科协年会论文集（一）[C];2008年

6 王银行;张小苗;白雪;李晋阳;赵旭东;;一种具有引向器的改进Antipodal Vivaldi天线[A];2009年全国天线年会论文集（上）[C];2009年

7 蔡润南;林澍;刘元芳;陈立甲;邱景辉;王进祥;;具有梯形有源振子的印刷引向天线研究[A];2010年全国电磁兼容会议论文集[C];2010年

8 柳晓鸣;刘人杰;;一种螺旋型船用短波小天线的设计方案[A];中国航海学会通信导航学术年会（1992）论文集[C];1992年

9 赵兴;阮成礼;胥亚东;;加载线锥天线研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年

10 陈志平;施浒立;吕兴荣;;多径测量天线及座架的结构设计与力学分析[A];2005年机械电子学学术会议论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 黑龙江 张英杰;适合高层架设的球面活馈天线设想[N];电子报;2008年

2 MABS;介绍一种宽频带高增益电视天线[N];电子报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 狄杰建;索网式可展开天线结构的反射面精度优化调整技术研究[D];西安电子科技大学;2005年

2 李申;大型天线结构协同设计关键技术研究[D];西安电子科技大学;2013年

3 宋立伟;天线结构位移场与电磁场耦合建模及分析研究[D];西安电子科技大学;2011年

4 占甫;天线结构homologous变形设计与可展结构试验及间隙研究[D];浙江大学;2008年

5 单福琪;分形及PBG理论用于MEMS可重构天线研究[D];清华大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冷涛;超宽带VHF/UHF频段天线研究[D];南京信息工程大学;2015年

2 王跃;小型化宽频带平面倒F天线的研究与设计[D];华中师范大学;2013年

3 王鑫磊;天线结构的静态和动态特性分析研究[D];燕山大学;2016年

4 张婷;米波天线结构分析技术研究[D];西安电子科技大学;2009年

5 李建荣;轻型过顶跟踪天线结构系统的研制[D];西安电子科技大学;2010年

6 夏元杰;天线结构优化及软件开发[D];西安电子科技大学;2004年

7 邵晓婷;带高阻面结构的新型折叠槽天线的设计[D];电子科技大学;2005年

8 尤芳;天线结构优化过程的可视化技术研究与应用[D];西安电子科技大学;2006年

9 岳晓强;天线结构优化中的关键技术研究与软件开发[D];西安电子科技大学;2006年

10 谢晶;某机动三坐标雷达天线的结构设计[D];东南大学;2006年

，

本文编号：759873