结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验
机电一体化概论
2.计算机与信息处理技术
• 信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、 判断和决策,实现信息处理的工具是计算机, 因此计算机技术与信息处理技术是密切相关 的。计算机技术包括计算机的软件技术和硬 件技术,网络与通信技术,数据技术等。 • 在机电一体化系统中,计算机信息处理部 分指挥整个系统的运行。信息处理是否正确、 及时,直接影响到系统工作的质量和效率。 因此计算机应用及信息处理技术已成为促进 机电一体化技术发展和变革的最活跃的因素。 • 人工智能技术、专家系统技术、神经网络 技术等都属于计算机信息处理技术。
5.传感与检测技术
• 传感与检测装置是系统的感受器官,它与信息系统的输 入端相联并将检测到的信息输送到信息处理部分。传感 与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节,它的功 能越强,系统的自动化程度就越高。传感与检测的关键 元件是传感器。传感器是将被测量(包括各种物理量、 化学量和生物量等)变换成系统可识别的,与被测量有 确定对应关系的有用电信号的一种装置。 • 现代工程技术要求传感器能快速、精确地获取信息, 并能经受各种严酷环境的考验。与计算机技术相比,传 感器的发展显得缓慢,难以满足技术发展的要求。不少 机电一体化装置不能达到满意的效果或无法实现设计的 关键原因在于没有合适的传感器。因此大力开展传感器 的研究对于机电一体化技术的发展具有十分重要的意义。
1.机电一体化的高性能化
• 高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和 高可靠性。新一代CNC系统就是以此”四高” 为满足生产急需而诞生的。它采用32位多CPU 结构,以多总线连接,以32位幅度进行高速数 据传递。因而,在相当高的分辨率(0.1μm)情况 下,系统仍有高速度(100m/min),可控及联 动坐标达16轴,并且有丰富的图形功能和自动 程序设计功能。为获取高效率,减少各辅助时 间这是一方面,而实现高速化的关键是CNC、 主轴转速进给率、刀具交换,托板交换等各关 键部分实现高速化。
电子装备机电耦合研究的现状及发展研究
区域治理前沿理论与策略电子装备机电耦合研究的现状及发展研究李烈火山西煤炭运销集团同富新煤业有限公司,山西 临汾 042100摘要:在一些比较极端的天气情况下,电子装备的机电耦合问题就会变得非常突出,而这项问题也严重制约了电子装备自身的发展。
高精度的电子装备适运用于多个领域,其特点就是机电耦合,其中电磁和机械之间存在着某些特殊的联系。
本文首先分析了电子装备机电耦合的现状,重点探讨了高精度电子设备在未来的发展趋势,以期为相关人员提供参考。
关键词:电子装备;机电耦合;机电分离一些复杂的机电装备在一些高新领域中的运用范围比较广,其中的两大类就是机和电。
但是在研究过程中,部分电设计人员认为精细化的程度太高,已经超出了原本的制造能力,虽然可以满足机械方案的需求,但是在电子设备中所研制的成本过高,时间也较长,这严重制约了整体的性能。
为了让机电之间的联系变得更加紧密,应该解决电子装备设计中的基本矛盾,实现电与结构性能的优化发展。
一、电子装备机电耦合的现状分析1电子装备中存在的问题现阶段,电子设备在我国大部分领域中都有着非常重要的作用,但是受到传统化机电分离的影响,这就导致了研制的时间长和成本高。
尤其是在电子装备中,其中存在的问题虽然有了一定的认识,但是并没有从根本上找到解决措施。
未曾建立相应的耦合模型,以及设计理论,这就导致一些高性能的电子设备在设计中,存在着分离的情况。
就以某雷达裂缝天线为例,从电磁理论出发,在精度制造中,会受到波导槽和辐射缝的影响。
由于裂缝天线的制作程序非常复杂,对于大部分制作过程的要求也非常严格,导致最后成品的合格率是非常低的[1]。
2研究力度同国外相比有一定的差距机电耦合是一个非常经典的问题,研究的时间和范围也比较广,大部分研究人员对于一些同步性的问题已经将其推进到了一个新的水平。
但是经典的同步理论中,却仍旧有大部分问题没有得到有效的解决,如自动化系统在受到外界影响的时候,系统是怎样恢复到同步状态的?对于一些已经断电的电机设备,在切断电源之后,为何还能同没有断电的设备进行同步运转等?这些比较经典化的物理现象还应该进一步的深入研究。
天线机电热多场耦合理论与综合分析方法研究
基本内容
摘要:本次演示研究了天线机电热多场耦合理论与综合分析方法。通过对电 场、磁场、温度场等各个场的分析和综合,得到了天线机电热多场耦合的机理和 规律。文章设计了实验方法进行验证,并分析了实验结果。结果表明,该综合分 析方法能够有效预测天线的性能,为天线设计和优化提供了有力支持。关键词: 天线机电热多场耦合理论,综合分析方法,电场,磁场,温度场
理论分析:本次演示基于天线机电热多场耦合理论,对电场、磁场、温度场 的关系和耦合机理进行了深入分析。首先,电场与磁场之间满足麦克斯韦方程组 的约束关系,通过电磁感应相互关联;其次,温度场的变化对电场和磁场产生影 响,主要是由于材料参数随温度变化而发生变化。在综合分析方法方面,本次演 示采用了有限元法(FEM)和有限差分法(FDTD)相结合的方式,实现了对天线 机电热多场耦合的精确模拟。
3、目前大多数优化算法是基于梯度下降或遗传算法,其性能和收敛速度有 待进一步提高。
感谢观看
3、研究有源相控阵天线的优化设计方法,开发一种在考虑制造工艺和环境 因素的前提下,提高天线性能、可靠性和稳定性的优化设计策略。该策略将利用 先进的优化算法和仿真技术,对天线的结构、材料和制造工艺进行优化,以实现 天线性能的提升和成本的降低。
参考内容三
基本内容
阵列天线综合方法研究是无线通信领域中的一项重要技术手段,旨在通过对 阵列天线的优化设计,实现波束形成、空间滤波、抗干扰等目的。本次演示将详 细阐述阵列天线综合方法的研究现状、理论基础、实验设计与未来展望。
三、数值仿真的方法与技术
数值仿真方法是一种通过计算机模拟实际系统运行过程的技术。在高温岩体 地热开发过程中,数值仿真方法可以用来模拟地热资源的分布、流动和传热过程, 以及预测地热资源的开发效果。常用的数值仿真软件包括ANSYS、FLAC、FEM等, 这些软件可以模拟岩石力学性质、流体流动、传热等过程。数值仿真技术的应用 有助于优化高温岩体地热开发方案,提高地热资源的开发效率。
双极化天线电壁去耦合
双极化天线电壁去耦合
双极化天线电壁去耦合
双极化天线,即指一种结构简单,可以反射平均的两个方向长度的天线,这种天线常被用于无线电信号接收和发射,以实现更高的效率。
双极化的结构可以被用于单点接收或者是宽带和多点接收的应用中。
一般双极化天线在使用过程中都会受到电壁的耦合,导致其信号强度降低,影响其性能。
电壁耦合的原因是由于双极化天线安装在电磁环境中,并会受到频繁的变化,从而导致电壁耦合的发生,而电壁耦合的影响则会影响双极化天线的效率。
去除电壁耦合的主要办法是加装电磁屏蔽罩,这种屏蔽罩可以有效的降低双极化天线因电磁耦合而产生的影响,缩短电磁辐射的范围,从而减少双极化天线受到电磁辐射的可能性,减少电壁耦合的发生率。
另外,还可以采用极化调谐器去耦合,通过调节极化调谐器,可以有效的抑制电壁耦合带来的影响,让双极化天线保持正常的运行状态。
总之,双极化天线电壁去耦合的办法有很多,只要根据实际情况选择合适的办法,就可以有效的降低电壁耦合对双极化天线的影响。
- 1 -。
2011-2014年自然科学基金项目(青年基金项目)-机械工程
学科分类 一级:E05-机械工程,二级:E0511-机械测试理论与技术,三级:E051102-机械测试理论、方法与技术
王延深 哈尔滨工业大学
国家自然科学基金项目 青年科 20.00 51005062
学基金项目
工程与材料科 2011
学部
题目
飞秒激光引发硅和玻璃内部残余应力应变形成的过程
学科分类 一级:E05-机械工程,二级:E0512-微/纳机械系统,三级:E051203-微/纳制造过程检测与控制
张李超 华中科技大学
国家自然科学基金项目 青年科 20.00 51005090
学基金项目
工程与材料科 2011
学部
题目
基于细粒度并行计算模型的动态物体在线三维测量关键技术研究
学科分类 一级:E05-机械工程,二级:E0511-机械测试理论与技术,三级:E051102-机械测试理论、方法与技术
王体春 南京航空航天大学
基于多域互用的复杂装备跨尺度再设计技术
学科分类 一级:E05-机械工程,二级:E0506-机械设计学,三级:E050603-智能设计与数字化设计
雷勇 浙江大学
国家自然科学基金项目 青年科 24.00 51005205
学基金项目
工程与材料科 2011
学部
题目
基于网络离散事件序列的数字制造网络故障诊断方法研究
王攀峰 天津大学
25.00 51305293 青年科学基金项目
题目
高速并联机器人动态精度控制方法研究
学科分类 一级:E05-机械工程,二级:E0501-机构学与机器人,三级:E050103-机器人机械学
刘伟东 华南理工大学
25.00 51305140 青年科学基金项目
面天线结构机电综合优化设计
Y E Xa —i g Q U Y a —ig C o gjn WA G C n —iY U F n U i qa 。 I u nyn ,AO H n — , N ogs, O ag o n u ( col f l t mehnc l n i eig i a nv r t, X n7 0 7 ,C ia Sh o o e r c a i g er ,Xd nU i sy E co aE n n i ei i 10 19卷
第1 2期
现 代 雷 达
Mo e n Ra a d r d r
Vo . 9 No 2 12 .1
20 0 7年 1 2月
D c mb r2 0 e e e 0 7
7 3
面 天 线 结构 机 电综 合优 化 设 计
岳 晓强, 原鹰 , 仇 曹鸿钧 , 王从思 , 尤 芳
( 西安 电子科技 大学机 电工程 学 院, 西安 707 ) 10 1
【 摘要】 运用天线机 电耦合理论 , 对面天线结构进行机 电综合优化设计 。建立 了以天线 增益为 目标的结构多工况优
化模 型 , 于可行方向法 , 基 编制 了具有 一定 通用性和工程实用价值 的优化程序 。优化过程 中采用可视 化监控 、 暂停和变量
【 e od】 r ete n na m cai n e r i s t s ;t c r p m eg ;r z g a al K y rs w e cv at n ; ehn aade co c y h i s t aot adsn fei rb l f i e c l ltn n es r u u l il i e nvi e
基于紧耦合结构的阵列天线与宽带吸波器研究
基于紧耦合结构的阵列天线与宽带吸波器研究基于紧耦合结构的阵列天线与宽带吸波器研究引言:近年来,随着通信技术的不断发展,阵列天线和宽带吸波器在无线通信和雷达系统中起到了至关重要的作用。
阵列天线通过利用多个天线元件的相互耦合和协同工作,可以实现波束形成、波前合成和干扰抑制等多种功能,从而提高通信系统的可靠性和性能。
一、阵列天线技术的基本原理阵列天线是一种由多个天线元件组成的系统结构,其工作原理是通过调控每个天线元件之间的接收和发射信号的相位差和振幅,实现波束形成和波前合成。
其基本原理如下:1. 相位控制:通过控制每个天线元件的相位差,使每个天线元件的辐射波达到相位一致,从而实现波束的形成和控制。
这样可以将射频功率集中在一个方向上,提高天线的增益和有效辐射能力。
2. 振幅控制:通过调整每个天线元件的发射或接收功率,实现波束的形成和调节。
通过改变振幅分布,可以改变波束宽度和方向,适应不同的通信场景和工作要求。
3. 空间滤波:阵列天线系统中的耦合效应可以用来实现对来自不同方向的信号的选择性响应,即空间滤波。
通过调整天线元件间的相互耦合程度,可以实现对波束的形状和方向的调节,从而实现对特定方向信号的选择性放大和抑制。
二、基于紧耦合结构的阵列天线设计与优化紧耦合结构是指阵列天线系统中天线元件之间的相互耦合程度较高,通过密集排列和设计的方式实现的耦合结构。
相对于传统的阵列天线结构,基于紧耦合结构的阵列天线具有以下特点:1. 天线元件之间的距离较近,可以减小整体体积,适应小型化和集成化的需求;2. 天线元件之间的相互耦合程度较高,可以实现更高的波束形成和方向调节精度,提高天线系统的性能;3. 天线元件之间的相互耦合可以用来实现天线间的信息传导和相互信息补偿,提高系统的工作稳定性和抗干扰能力。
基于紧耦合结构的阵列天线的设计与优化主要包括以下几个方面的内容:1. 紧耦合结构的天线元件设计:需要根据实际应用需求和工作频段,选择合适的天线元件,确定元件的结构和参数。
从交叉处求创新_自开放中图发展——记西安电子科技大学机电工程学院执行院长黄进
从交叉处求创新 自开放中图发展——记西安电子科技大学机电工程学院执行院长黄进 张方方 吴应清 4月1日,珠海,2021和2022年度中国电子学会科学技术奖励大会隆重举行。
由西安电子科技大学(简称“西电”)牵头研发的“共形承载天馈系统机电综合设计关键技术及应用”项目,获得2022年度科技进步奖一等奖。
这也是国内公认的电子信息领域的高规格奖项。
“我们一直在围绕电子装备的机电耦合分析、设计和机电集成制造进行研究。
到现在,虽然取得了一些成效,但距离我们的目标还很远。
”获奖后,项目第一完成人、西电机电工程学院执行院长黄进诚恳地表示,他们希望在不久的将来做出一个广泛适用于高频段、高增益、高密度、小型化、高精度、快响应电子装备研发的智能化设计平台,从而推动高性能电子装备的研制水平迈上一个新台阶。
“任重而道远,希望我们能做好。
”黄进说。
冲破瓶颈,人有不如己有“共形承载天馈系统机电综合设计关键技术及应用”项目的起源,可以追溯到十余年前。
“那时,我国在新一代隐身战斗机研发上跟美国相差甚远,他们在航空电子方面的优势尤其明显。
”黄进回忆道。
当时,他负责的一个“973”课题的成果正在工程应用,在与工业部门交流时,他获悉了这样的信息:要想在航空电子领域取得长足进展,共形承载天馈系统是一个重要突破口。
作为新型空中、海上和地面移动平台的“眼睛”,共形承载天馈系统有两个重要特征:其一是功能综合化,即通信、导航、识别、探测、对抗等功能共用一套天馈系统,这要求高密度、小型化;其二是结构功能一体化,即承载、散热结构与微波电路、辐射阵面高度融合,这要求结构高精度、电路抗干扰、散热高效能。
通俗地说,它不仅能够收发电磁信号,还能与飞行器、舰船、车辆等移动平台表面共形融合,保持载体的外形结构及空气动力学性能。
但是采用传统的设计和制造方法,想要“共形”却不容易。
“传统天线的外观大多像一口锅或者一个平板,但飞行器的机体是流线型的,如果需要兼顾隐身需求,那外形结构会更为特殊、复杂。
基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制
( Ke y La b o r a t o r y o f El e c t r o n i c Eq u i p me n t S t r u c t u r e De s i g n o f Mi n i s t r y o f Ed u c a t i o n,
网址: www. s y s e l e . c o n r
基 于机 电耦 合 理 论 的智 能 反射 面 天 线 形 状 最 优 控 制
连 培 园 ,王 伟 ,保 宏 , 许 万 业
( 西安 电子 科技 大 学 电子 装备 结构 设计 教 育部 重点 实验 室 ,陕 西 西 安 7 1 0 0 7 1 )
Sys t e ms Engi ne e r i ng an d El ec t r oni c s
Vo 1 . 3 6 No . 3
Ma r c h 2 O 1 4
2 0 1 4年 3月
文章编号 : 1 0 0 1 5 0 6 X( 2 0 1 4 ) 0 3 0 4 1 7 — 0 5
环境载荷重力载荷风载荷温度载荷等的存在致使常规结构很难保持所需精度而智能桁架结构可以随周围环境的变化而进行主动调控既减轻了重量又可达到很高的形状精度要求23因而其研究和应用在精密复杂结构等领域得到了快速发展29利用固粘于天线反射面表面的压电材料来改变抛物面的形状
第 3 6 卷
第 3期
系 统 工 程 与 电子 技 术
Opt i mu m s ha p e c o nt r o l o f i nt e l l i g e nt r e f l e c t o r a nt e n na b a s e d o n
一种一体化高增益带罩天线耦合系统及其设计方法[发明专利]
专利名称:一种一体化高增益带罩天线耦合系统及其设计方法专利类型:发明专利
发明人:顾昊,樊康,顾翰鸣,周瀛凯,眭韵,李国平,玄晓波
申请号:CN201710383128.4
申请日:20170526
公开号:CN107317102A
公开日:
20171103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种一体化高增益带罩天线耦合系统,包含:天线本体,为带有寄生贴片的微带天线,由外形尺寸完全相同的寄生贴片层、第一基板、辐射贴片层、第二基板和金属底板依次叠加而成;天线罩,天线罩呈帽状,外形尺寸与所述天线本体相同,并固定在所述天线本体上。
本发明合理设计天线罩厚度、超材料层结构、微带天线的尺寸、金属超材料与微带天线间距,使得天线罩与天线之间构成谐振腔,从而提高天线的增益。
申请人:上海无线电设备研究所
地址:200090 上海市杨浦区黎平路203号
国籍:CN
代理机构:上海信好专利代理事务所(普通合伙)
代理人:潘朱慧
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反射面天线结构的多工况机电耦合优化
反射面天线结构的多工况机电耦合优化
尉飞
【期刊名称】《机械科学与技术》
【年(卷),期】2015(034)009
【摘要】根据反射面天线结构的设计特点和工作特性,在传统多工况离散变量优化设计的基础上,通过引入天线增益损失,建立了以天线质量或增益为优化目标、结构加权应变能为约束的机电耦合优化模型.通过对某反射面天线结构的结构优化,将本文方法与传统优化方法进行了对比分析.数值结果表明:采用传统优化方法即使增加天线结构刚度也未必能提高天线的电性能.而通过耦合优化设计,在容许的设计范围内,既能保证天线的电性能指标,又能满足结构的刚度要求.
【总页数】5页(P1472-1476)
【作者】尉飞
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN820
【相关文献】
1.大型宽带反射面天线的机电耦合分析 [J], 李鹏;郑飞;季祥
2.反射面天线机电耦合分析及实验验证 [J], 李鹏;王伟;周生怀;郑飞
3.基于机电耦合的反射面天线副面位置调整方法 [J], 项斌斌;王从思;王伟;连培园;张树新;保宏
4.偏置反射面天线的机电耦合建模与分析 [J], 王从思;李兆;康明魁;徐慧娟;王伟;普
涛;宋正梅;李江江
5.基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制 [J], 连培园;王伟;保宏;许万业
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ls a o a mi c owa r v e a n t e n n a w h i c h c a n r e c e i v e o r s e n d e l e c t o ma r g n e t i c w a v e s , a n d h a s g r e a t p o t e n t i l a a p p l i c a t i o n i n f u t u r e we a p o n p l a t f o r ms .B e c a u s e o f t h e c h a r a c t e i r s t i c s o f h i g h i n t e g r a t i o n o f s t uc r t u r e nd a c i r c u i t a n d h a r s h w o r k i n g
Z H oU J i n - z h u, HUANG J i n, S ONG L i - we i , Z HANG Da n
( K e y L a b o r a t o r y o f E l e c t r o n i c E q u i p me n t S t r u c t u r e D e s i g n , Mi n i s t r y fE o d u c a t i o n , X i d i a n U n i v e r s i t y ,X i a n 7 1 0 0 7 1 ,C h i n a )
El e c t r o me c h a n i c a l Co u p l i n g Me c h a n i s m a n d Ex p e r i me n t f o r
S t r u c t ur a l l y I nt e g r a t e d An t e n n a
( 西安 电子科技 大 学 电子装 备结 构设 计教 育部 重点 实验 室 , 陕 西 西安 7 1 0 0 7 1 )
摘 要: 结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构 中, 它既可作 为 力 学承 载 的 蒙皮结 构 , 又可作 为 收发 电磁 波 的微 波天线 , 在 未来 武器 装备 中具 有 巨大的应 用前 景 。这 种天线具有结构和电路 的高度集成 以及服役环境苛刻等特点 , 现有方法难 以满足其设计制造。文中针 对 结构功 能 一体化 天 线 的机 电耦 合机 理 问题 , 提 出了一 类 阵列 天 线结 构 因素对 电性 能影 响 的 混合 建模
Abs t r a c t:S t r u c t u r a l l y i n t e g r a t e d a n t e n n a i s a k i n d o f n o v e l a n t e n na wh i c h c a n e mb e d RF f u n c t i o n a l p a r t o f mi c r o s — t ip r nt a e na a r r a y i n t o t he s t uc r t u r e o f we a p o n p l a t f o r ms .T h e a n t e n n a i s n o t o n l y a l o a d— b e a r i n g s k i n s t uc r t u r e,b u t
第3 0卷第 1期
2 0 1 4年 2月
电 子 机 械 工 程
El e c t r o-M e c ha ni c al Eng i ne er i ng
Vo l | 3 0. N o . 1
Fe b. 2 01 4 结构Βιβλιοθήκη 能一体化天线的机 电耦合机理和实验
周金 柱 , 黄 进, 宋立伟 , 章 丹
e n v i r o n me n t ,t h e e x i s t i n g me t h o d c a n n o t me e t t h e d e s i g n i n g a n d ma nu f a c t u r i n g r e q u i r e me n t s o f t h e a nt e na .F o r t h e e l e c t r o me c h a n i c l a c o u p l i n g me c h ni a s m ,t h i s p a p e r p r o os p e s a h y b id r mo d e l i n g me t h o d a b o u t t h e e f f e c t o f t h e s t uc r t u r l a f a c t o r s o n t h e e l e c t ic r l a p op r e r t i e s o f t h e a n t e na .C o b i m n i n g s o me t h e o r e t i c l a a n ly a s i s a n d e x p e ime r n t l a d a t a,a n e l e c t r o me c h a n i c l a c o u p l i n g mo d e l i s e s t a b l i s h e d nd a s o me me c h a n i s ms a bo u t t h e i n l f u e n c e o f t y p i c l a s t r u c —
方 法。 结合理 论 分析 和试验 数 据 , 建立 了该 类天 线 的机 电耦 合模 型 , 发掘 了典型 结构 因素 对 电性 能 的影
响机理。通过天线样件 的力电性能实验 , 验证 了 机 电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功
能 一体化 天 线的设 计 制造领 域 中。
关键词 : 结构功能一体化天线 ; 微 带天线 ; 机 电耦合 ; 混合建模 ; 蒙皮结构 中 图分类 号 : T N 8 2 文 献标识 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 8 - 5 3 0 0 ( 2 0 1 4 ) O l - 0 0 0 1 - 0 6