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机载吊舱天线罩的设计

作　者: 薛彦
导　师: 肖高标；江启师
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 吊舱天线罩罩壁厚度仿真电性测试方向图
分类号: TN820.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

天线罩设计是一个综合的设计过程,涉及到空气动力、结构设计、电磁场理论以及工艺技术的各个学科的综合性设计。在天线罩设计流程上,一般有两种考虑:第一种是首先考虑天线罩的受力特性及它的力学结构,满足要求后再考虑电性要求;第二种是先进行电性厚度设计,满足后再进行力学结构设计。在实际中这两种考虑一般很难区分,主要取决于不同使用的天线罩的侧重点。力学结构主要从以下两个方面加以考虑——影响结构设计的主要应力来自于工作环境的空气动力或风载荷、热应力、冲击波压力和惯性载荷等,这些应力可以借助流体力学软件分析得到;影响天线罩强度的主要因素是所用的材料、结构的类型、罩壁厚度以及天线罩的罩体形状和尺寸等,这部分分析工作借助有限元分析软件得到。在天线罩电性设计时,往往会依据经验值进行初步力学结构判断;力学结构设计时也同样做相关判断。通常情况下的天线罩电性能设计是通过一定的分析计算方法,在选择天线类型,天线的安装位置和天线罩的总体外形后根据天线结构特性、材料的电参数,使天线的电气性能指标符合设计要求。由于天线罩设计过程中,要综合考虑多方面的性能要求,因此通常情况下,要将各个性能折衷考虑,达到对系统的一体化最优设计。本文选择某一型号吊舱天线罩作为研究对象,主要对其进行电性设计。确定天线罩罩壁结构及厚度是天线罩设计的关键,通过使用四端网络理论,分别对天线罩各介质层厚度进行优化设计,并对入射角特性、频率特性进行了计算。使用SolidWorks对确定厚度的天线罩进行三维模型建立,模型完全依照天线罩实际壁结构进行建立,使用HFSS仿真软件对吊舱天线罩进行整体性能仿真,通过仿真对天线罩最终性能进行评估,并可以对设计进行检验。天线罩的电性测试是天线罩研究的重要手段,电性测试包括等效平板及实际产品测试两部分。它们分别对于不同的设计阶段有着重要的作用,是检验设计的重要方法。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章天线罩介绍  9-19
  1.1 天线罩分类  9-14
    1.1.1 按天线罩的壁厚截面结构形式分类  10-11
    1.1.2 按结构形式分类  11
    1.1.3 按用途分类  11-12
    1.1.4 其它分类方法  12
    1.1.5 天线罩实例  12-14
  1.2 国内外天线罩的发展概况  14-15
    1.2.1 国外天线罩的发展概况  14-15
    1.2.2 国内天线罩的发展概况  15
  1.3 天线罩分析技术概述  15-16
  1.4 天线罩的主要电气性能指标  16
  1.5 本论文意义及内容  16-18
  1.6 小结  18-19
第二章吊舱天线罩电性设计  19-46
  2.1 吊舱天线罩主要性能指标  20-21
  2.2 吊舱天线罩罩壁结构材料选择  21-25
    2.2.1 玻璃纤维  22-23
    2.2.2 环氧树脂  23-25
  2.3 四端网络法  25-31
  2.4 吊舱天线罩电性设计  31-44
    2.4.1 入射角确定  32
    2.4.2 介质层厚度设计  32-38
    2.4.3 频率特性验证  38
    2.4.4 入射角特性验证  38-40
    2.4.5 公差确定  40-44
  2.5 小结  44-46
第三章吊舱天线罩整罩性能仿真  46-58
  3.1 模型建立  47-51
  3.2 HFSS 应用  51-56
    3.2.1 HFSS 软件简介  51-52
    3.2.2 喇叭天线建模  52-53
    3.2.3 天线-天线罩系统仿真  53-56
    3.2.4 结果分析  56
  3.3 小结  56-58
第四章吊舱天线罩电性测试与分析  58-65
  4.1 等效平板测试  58-63
    4.1.1 测试方法  58-60
    4.1.2 测试结果  60-63
  4.2 结果分析  63
  4.3 小结  63-65
第五章结论与展望  65-67
  5.1 结论  65-66
  5.2 展望  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  70-73
附件  73

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