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1、2003年第19卷第3期電子機械工程2003.VoI.19No.3Electro-MechanicalEngineering·25·!大型機載雷達天線結構分析徐東海（中國電子科技集團公司第14研究所，江蘇南京210013）摘要：對天線結構在模型建立、有限元劃分進行了分析、優(yōu)化和設計，并經生產制造后應用于實際工程中，經驗證，均達到設計要求。同時也給出了一些工程設計和計算的經驗，具有一定的參考意義。關鍵詞：天線結構；有限元分析；模型；夾層結構；重量中圖分類號：TN959.73文獻標識碼：B文章編號：1008-5300（2003）03-0025-03ResearchontheAnte
2、nnaStructureofaLargeAirborneRadarXuDonghai（The14thResearchInstituteofCETC，Nanjing210013，China）Abstract：ThispaperanaIyzes，optimizesanddesignstheantennastructurethroughmodeIbuiIding，finiteeIementpartition，materiaIchoosingandtreating.TheantennawasusedactuaIIyafterproductionandwasprovedtomeetthe
3、designreguirements.ThispapersummariessomeexperienceontheengineeringdesignandcaIcuIationforreference.KeyWords：Antennastructure；FiniteeIementanaIysis；ModeI；Sandwichstructure；Weight對安裝于飛機上的天線結構而言，我們計算優(yōu)化的1引言目標函數設為天線結構的重量，約束函數包括精度（即變形）、應力、固有頻率等，設計變量包括的內容安裝于飛機上的大型雷達天線結構，其功能和較多，如多種類型和規(guī)格的材料（如各種金屬的和性
4、能不同于一般的工程結構，它不僅要保證雷達天各種非金屬的）、尺寸（如板、殼結構中的厚度、桿件線的電性能要求，而且要滿足天線的精度要求、重量要求以及外形尺寸、接口關系、結構形式的要求。另或梁結構的力學截面特性等）、形狀（即天線結構拓外，還受到工藝、荷載以及環(huán)境條件的限制和約束。撲優(yōu)化）等。文章主要針對實際的天線結構，在滿對于設計和生產這類大型天線結構，其一，精度足精度、應力等要求的前提下，通過分析計算優(yōu)化，要求高，一方面，可以獲得較高的增益和較低的低副達到天線結構重量最輕。瓣特性；另一方面，給結構設計、工藝及加工帶來諸多困難。另外，設計的精度要求和結構形式必須適2天線結構概述應現有
5、的或經改造過的工藝水平和生產的能力或水平。其二，對載機而言，雷達天線結構的重量要求是這里所分析的天線結構是安裝于飛機支撐框架明確的，必須盡最大可能達到裝機設備的重量要求上的大型天線，主要由反射面板、加強筋等組成。安并盡最大可能減輕重量。其三，重量和精度的要求，裝于飛機上的雷達天線，其要求主要有電訊性能、結對設計而言，本身就是一對矛盾的統(tǒng)一體，這就要采構性能、重量、環(huán)境、精度和接口等要求。在此，主要用優(yōu)化組合的方法將兩者達到完美的統(tǒng)一。在此，考慮與結構性能相關的要求。!收稿日期：2002-03-16·26·電子機械工程第19卷束，目標函數為重量最小。數學描述為：3天線結構的力學分
6、析及優(yōu)化D=［1，2，?I］X=［x1，x2，?xm］!."#有限元建模MinW=W（D，X）!［W］天線結構的力學分析屬于固體力學問題，并廣S.t."（D，X）!［"］泛應用有限元方法。天線結構有限元分析，最終歸#（D，X）!［#］結為解方程。式中，D為板的厚度陣；X為結構內部尺寸陣；W為靜力分析的方程為：結構總重量陣；"為精度陣；#為應力陣；［W］、K!=P［"］、［#］分別為要求的重量、精度和許用應力。動力分析的方程為：優(yōu)化過程中，為使得變量的取值與工程實際相M!+C!~+K!=F符，滿足工程實際需要，優(yōu)化時采取了人工干預，以式中，K為剛度矩陣；!為節(jié)點位移列陣；P、F為
7、節(jié)保證計算結果的合理和可行與可用。點載荷列陣；M為質量矩陣；C為阻尼矩陣；!、!'為!.!#計算結果節(jié)點的加速度、速度列陣。將結構進行有限單元劃分、加載、給定約束，模應用有限元法對天線結構進行分析計算，目前型如圖1所示。對反射面板和加強筋進行優(yōu)化組合有各種大型分析軟件，如ALGOR、NASTRAN、AN-計算，得出最終的結構形式，確定了各種結構參數。SYS等，其功能全，使用簡單，但建立有限元模型、進根據上述的結構參數，天線結構的計算結果如下。行單元劃分、確立邊界條件和載荷的正確與否，直接關系
