基于一種星載雙臂螺旋天線的多域耦合仿真分析.pdf

1、基于星載天線在太空環(huán)境下的多物理場耦合分析技術與方法是目前國內(nèi)外研究的熱點與亟待解決的問題。針對近年來世界航天領域逐步朝著深空探測等方向的發(fā)展，對于星載天線在深空環(huán)境中的極端高低溫變化的影響問題，更是目前急需解決的航天有效載荷系統(tǒng)設計中的仿真重點難題。在太空環(huán)境中，由于光照及發(fā)熱等外在環(huán)境因素的影響，容易導致航天器某些部件由于溫度環(huán)境的改變（驟冷驟熱）而產(chǎn)生大的形變及應力改變，這勢必會影響其電磁性能及結構性能，從而影響產(chǎn)品的可靠性。我們

2、研究人員一般的解決辦法是預判，但工況考慮是非常有限的，條件不可能絕對理想，因此只能部分反映實際工作的情況。另一方面，由于太空條件特殊，試驗測試和模擬的條件十分苛刻或者根本沒有配套條件，而且考慮到也無法在環(huán)境試驗的同時進行同步測試。航空、航天等軍工科研單位均以可靠性設計為第一目標開展研制工作，因此在設計的過程中更多的是沿用經(jīng)過驗證的且符合航天質量等級的產(chǎn)品、部件以及材料、元件等，在創(chuàng)新的程度上來說，研制模式與理念是較為傳統(tǒng)的，更注重于可靠

3、性、安全性、穩(wěn)定性。因此，為了保障航天器系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性和整個系統(tǒng)的可靠性，通過全方位對產(chǎn)品的電、結構、熱的整體耦合進行分析，具有至關重要的作用與意義。
　　本課題旨在通過典型星載天線為例，來研究星載天線多物理場耦合特性的仿真方法，并通過精細化、量化的數(shù)字化仿真實踐來分析多物理場耦合仿真對產(chǎn)品設計的指導作用。星載多物理域的折衷設計是本課題的核心內(nèi)容，既要考慮高電性能指標要求，又要考慮空間環(huán)境條件的高可靠適應性要求，作為星載天線設計

4、的重中之重，本課題將通過星載天線應用中的結構較為簡單的雙臂螺旋天線，展開多域仿真分析工作，仿真分析雙臂螺旋天線在太空極端溫度條件下是否能夠保持穩(wěn)定的電性能。
　　本次論文課題的仿真工作思路，著重于太空外界極端溫度場條件下，引起的天線形變對電性能的影響分析，我們首先根據(jù)該天線的結構及外形、基本指標信息建立電設計模型，分析在常溫常壓環(huán)境下天線的基本性能指標，例如方向圖、增益、VSWR等指標；隨后根據(jù)電性能仿真完成后的具體幾何模型，進行