基于一種星載雙臂螺旋天線(xiàn)的多域耦合仿真分析.pdf

1、基于星載天線(xiàn)在太空環(huán)境下的多物理場(chǎng)耦合分析技術(shù)與方法是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)近年來(lái)世界航天領(lǐng)域逐步朝著深空探測(cè)等方向的發(fā)展，對(duì)于星載天線(xiàn)在深空環(huán)境中的極端高低溫變化的影響問(wèn)題，更是目前急需解決的航天有效載荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的仿真重點(diǎn)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(dǎo)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(yīng)力改變，這勢(shì)必會(huì)影響其電磁性能及結(jié)構(gòu)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(yù)判，但工況考慮是非常有限的，條件不可能絕對(duì)理想，因此只能部分反映實(shí)際工作的情況。另一方面，由于太空條件特殊，試驗(yàn)測(cè)試和模擬的條件十分苛刻或者根本沒(méi)有配套條件，而且考慮到也無(wú)法在環(huán)境試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行同步測(cè)試。航空、航天等軍工科研單位均以可靠性設(shè)計(jì)為第一目標(biāo)開(kāi)展研制工作，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中更多的是沿用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的且符合航天質(zhì)量等級(jí)的產(chǎn)品、部件以及材料、元件等，在創(chuàng)新的程度上來(lái)說(shuō)，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(gè)系統(tǒng)的可靠性，通過(guò)全方位對(duì)產(chǎn)品的電、結(jié)構(gòu)、熱的整體耦合進(jìn)行分析，具有至關(guān)重要的作用與意義。
　　本課題旨在通過(guò)典型星載天線(xiàn)為例，來(lái)研究星載天線(xiàn)多物理場(chǎng)耦合特性的仿真方法，并通過(guò)精細(xì)化、量化的數(shù)字化仿真實(shí)踐來(lái)分析多物理場(chǎng)耦合仿真對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用。星載多物理域的折衷設(shè)計(jì)是本課題的核心內(nèi)容，既要考慮高電性能指標(biāo)要求，又要考慮空間環(huán)境條件的高可靠適應(yīng)性要求，作為星載天線(xiàn)設(shè)計(jì)

4、的重中之重，本課題將通過(guò)星載天線(xiàn)應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的雙臂螺旋天線(xiàn)，展開(kāi)多域仿真分析工作，仿真分析雙臂螺旋天線(xiàn)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(chǎng)條件下，引起的天線(xiàn)形變對(duì)電性能的影響分析，我們首先根據(jù)該天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)及外形、基本指標(biāo)信息建立電設(shè)計(jì)模型，分析在常溫常壓環(huán)境下天線(xiàn)的基本性能指標(biāo)，例如方向圖、增益、VSWR等指標(biāo)；隨后根據(jù)電性能仿真完成后的具體幾何模型，進(jìn)行