反射面天線廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、射電天文等領(lǐng)域,既是一種高精度的機(jī)械結(jié)構(gòu),又是一種典型的電子裝備。隨著反射面天線技術(shù)的不斷發(fā)展,其設(shè)計(jì)理論依次經(jīng)歷了機(jī)電分離、保形設(shè)計(jì)、機(jī)電集成與機(jī)電耦合等不同階段。電子裝備機(jī)電耦合理論有效揭示了反射面天線機(jī)械結(jié)構(gòu)因素對(duì)電性能的影響機(jī)理,形成了基于機(jī)電耦合模型與影響機(jī)理的機(jī)電耦合設(shè)計(jì)理論與方法。隨著反射面天線性能的不斷提升,機(jī)電耦合模型表達(dá)復(fù)雜、運(yùn)算量大的問題成為限制機(jī)電耦合理論在反射面天線上進(jìn)一步應(yīng)用的關(guān)鍵。
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幾種典型結(jié)構(gòu)形式的反射面天線
《反射面天線機(jī)電解耦理論與設(shè)計(jì)方法》系統(tǒng)介紹了作者近年來對(duì)反射面天線機(jī)電耦合問題高效求解的理論探索,從解耦的角度破解耦合求解難題,提出了機(jī)電解耦模型、靈敏度分析及相關(guān)設(shè)計(jì)方法,形成了反射面天線機(jī)電解耦理論,推動(dòng)了反射面天線設(shè)計(jì)理論的進(jìn)一步發(fā)展。本書突破了機(jī)電耦合模型表達(dá)復(fù)雜、運(yùn)算量大的關(guān)鍵理論難題,將復(fù)雜的輻射積分運(yùn)算簡化為簡單的矩陣相乘運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與電磁的解耦分離,在保證計(jì)算精度的前提下,顯著提高了機(jī)電耦合分析與優(yōu)化的計(jì)算效率。
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反射面天線機(jī)電解耦理論與設(shè)計(jì)方法購買
張樹新 著
北京: 科學(xué)出版社, 2026. 3
ISBN 978-7-03-084550-4
反射面天線機(jī)電解耦理論以機(jī)電解耦模型為核心基礎(chǔ),從結(jié)構(gòu)有限元模型出發(fā),充分考慮天線結(jié)構(gòu)有限元模型中的單元、節(jié)點(diǎn)、形函數(shù)特點(diǎn),利用近似技術(shù)對(duì)原有復(fù)雜積分形式的機(jī)電耦合模型進(jìn)行解耦。
本書提出的反射面天線機(jī)電解耦模型為:
式中,E為由多個(gè)遠(yuǎn)場觀察點(diǎn)電場矢量組成的矩陣;E0為其理想狀態(tài)下的電場;Δz為反射面上所有單元節(jié)點(diǎn)的位移列向量;β為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量列向量;H?、H?分別為多個(gè)遠(yuǎn)場觀察點(diǎn)電場相對(duì)節(jié)點(diǎn)位移的一階、二階系數(shù)矩陣。
當(dāng)反射面天線電磁與結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后,H?、H?均是通過將結(jié)構(gòu)有限元信息引入到電磁運(yùn)算中推導(dǎo)獲得的電磁定常矩陣,與結(jié)構(gòu)變形Δz、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量β無關(guān),從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與電磁的解耦分離,將原有輻射積分運(yùn)算轉(zhuǎn)換為簡單的矩陣相乘運(yùn)算。與物理光學(xué)法相比,考慮到模型的解耦表達(dá),機(jī)電解耦模型可以在保證計(jì)算精度的情況下顯著提高計(jì)算效率。當(dāng)天線結(jié)構(gòu)表面均方根值誤差低于λ/30量級(jí)時(shí),在天線方向圖主瓣及其近副瓣區(qū)域,機(jī)電解耦模型可以提供與物理光學(xué)法相匹配的計(jì)算結(jié)果,其中平均主軸方向系數(shù)誤差小于0.1dB,計(jì)算效率提高95%以上。
本書可作為高等院校電子機(jī)械工程、天線與微波技術(shù)、結(jié)構(gòu)與多學(xué)科優(yōu)化等專業(yè)教師、高年級(jí)本科生和研究生的參考書,也可供從事反射面天線工作的技術(shù)人員參考。
本文摘編自《反射面天線機(jī)電解耦理論與設(shè)計(jì)方法》(張樹新著. 北京: 科學(xué)出版社, 2026. 3)一書“前言”,有刪減修改,標(biāo)題為編者所加。
ISBN 978-7-03-084550-4
責(zé)任編輯:劉寶莉 喬麗維
本書針對(duì)反射面天線機(jī)電耦合模型表達(dá)復(fù)雜、運(yùn)算量大的問題,進(jìn)行了機(jī)電解耦理論與設(shè)計(jì)方法的研究,是對(duì)作者近年來關(guān)于反射面天線機(jī)電解耦研究工作的系統(tǒng)總結(jié)。全書共10 章,包括反射面天線機(jī)電耦合模型現(xiàn)狀與機(jī)電解耦理論概述、反射面天線機(jī)電解耦模型、反射面天線電性能靈敏度分析、星載網(wǎng)狀反射面天線機(jī)電解耦模型、基于機(jī)電解耦模型的機(jī)電集成優(yōu)化設(shè)計(jì)、面向賦形波束的星載網(wǎng)狀反射面天線機(jī)電集成優(yōu)化設(shè)計(jì)、傘形反射面天線機(jī)電解耦模型、網(wǎng)狀反射面天線結(jié)構(gòu)隨機(jī)誤差的機(jī)電集成分析方法、陣列饋源反射面天線隨機(jī)誤差的機(jī)電集成分析方法、基于機(jī)電解耦模型的反射面天線作動(dòng)器布局優(yōu)化方法等內(nèi)容。
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(本文編輯:劉四旦)
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