某机载天线的结构优化设计
大型星载可展开天线的动力优化设计与工程结构的系统优化设计
大型星载可展开天线的动力优化设计与工程结构的系统优化设计大型星载可展开天线的动力优化设计与工程结构的系统优化设计在现代通信技术和卫星通信领域的快速发展下，大型星载可展开天线越来越被广泛应用。
然而，由于该类天线的复杂性和高度特殊性，其动力优化设计与工程结构的系统优化设计尚面临许多挑战和难题。
本文将从动力优化设计和工程结构的系统优化设计两个方面，详细探讨大型星载可展开天线的最佳设计方案。
动力优化设计是大型星载可展开天线设计中的重要环节。
该类天线展开和折叠过程中所需的动力控制对于天线的可靠性、效率和稳定性都具有至关重要的影响。
首先，针对大型星载可展开天线的动力需求，需要综合考虑天线展开的速度、力度和准确性等因素。
一方面，要确保天线能在短时间内迅速展开，以便尽快完成通信任务。
另一方面，还需要确保展开过程中天线不会受到过大的冲击力，以免损坏天线结构和影响通信质量。
因此，在动力优化设计中，应当利用数学模型和仿真分析工具，根据天线的具体要求和工作环境，合理确定动力参数和控制策略，以实现最佳的动力控制效果。
其次，工程结构的系统优化设计是确保大型星载可展开天线能够在极端环境和复杂工况下正常工作的关键因素。
一方面，工程结构的系统优化设计需要考虑天线在折叠状态下的体积和重量，以便在卫星的空间有限条件下进行装载和发射。
另一方面，还需要考虑天线在展开状态下的结构强度和稳定性，以确保天线能够抵御外部环境的影响，并能正常工作。
因此，在工程结构的系统优化设计中，应充分考虑材料的强度和耐久性、结构的稳定性和可靠性等关键参数。
此外，还可以借助计算机辅助设计和实验分析等工具，对不同的设计方案进行模拟和优选，以获得最佳的结构设计方案。
最后，综合动力优化设计和工程结构的系统优化设计，可得到大型星载可展开天线的最佳设计方案。
该方案在动力控制方面能够实现快速、准确、稳定的天线展开和折叠，并能适应不同的工作环境和工况要求。
同时，在工程结构方面，该方案能够在限制条件下实现天线体积和重量的优化，同时保证结构的强度和稳定性。
某机载有源天线结构布局及散热设计
[2] 顾叶青，孙为民，余 觉 . 有源相控阵天线结构仿真 [9] 唐 敖，向华平 . 某机载雷达的热设计及仿真优化 [J].
分析 [J]. 机电工程，2020，37（1）：59-63.
电子机械工程，2011，27（2）：20-22.
[3] 夏琛海，牛宝君 . 一种高集成机载有源相控阵天线系 [10] 金志军，薛澄岐，曹存明 . 某机载通讯设备的热仿真
36.2645 35.0000
43.8513 42.5868 41.3224 40.0579 38.7934 37.5290 36.2645 35.0000
Telecom Power Technology
Ｍａｒ． １０， ２０２１， Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．５
图 7 TR 温度云图
图 7 中，TR 内部功率放大器的温度最高，约为 45.115 8 ℃，满足指标要求。
Keywords: active antenna; structure layout; thermal design
0 引 言
机载有源相控阵雷达具有系统效率高、多功能、 多波束、扫描速度快、抗干扰能力强以及可靠性高等 优点，逐渐成为机载雷达的主要发展方向 [1-7]。受载 机平台限制，机载雷达的轻、小型化已成为一种迫切 的需求，而雷达的小型化会使得产品的单位热流密度 增加，从而增加热设计的难度 。 [8-10]
2 可扩充阵列模块
可扩充阵列模块是有源天线阵面的核心，它的 体积、重量以及发热量在整个天线系统所占比例最大，
收稿日期：2021-01-13 作者简介：蔡香伟（1987-），男，安徽萧县人，博士，工 程师，主要研究方向为雷达天馈结构设计。
可扩充 天线框架 阵列模块 反射板
列线源
低功率射频
天线结构的力学性能分析与优化设计
天线结构的力学性能分析与优化设计天线结构的力学性能分析与优化设计摘要：天线作为通信系统中重要的组成部分，对于其力学性能的分析和优化设计具有重要意义。
本文针对天线结构的力学性能进行分析与优化设计，通过力学模型的建立和仿真分析，对天线的刚度、振动模态和自由空振频率等指标进行分析与优化，以实现天线结构的稳定性、工作性能和可靠性。
在此基础上，采用优化算法对天线的材料和结构进行优化设计，以提高天线的力学性能和工作效果。
通过本文的研究与分析，可以为天线的设计和制造提供一定的指导和参考。
关键词：天线；力学性能；分析；优化设计1.引言天线作为无线通信系统的重要组件，对于通信质量和性能起着关键作用。
天线结构的稳定性和可靠性是保证通信系统正常工作的基础，而天线的力学性能是影响其稳定性和可靠性的重要因素。
因此，对天线的力学性能进行分析与优化设计是至关重要的。
2.天线的力学模型与分析为了对天线的力学性能进行分析与优化设计，首先需要建立相应的力学模型。
天线结构一般可简化为梁或薄壳结构，根据实际情况选择合适的力学模型进行建立。
在建立力学模型时，需要考虑天线结构的几何形状、材料性能和工作条件等因素。
2.1 天线的刚度分析天线的刚度是指天线受到外部力作用时的抗弯和抗扭能力。
通过弯曲和扭转实验可以测量天线的刚度系数，进而分析天线的刚度性能。
刚度分析的关键是建立包括天线结构、材料性质和外部载荷等因素的力学模型，并根据边界条件和受力分析等原理计算天线的刚度系数。
2.2 天线的振动模态分析天线的振动模态是指天线在受到外部激励或自然频率下的振动形式。
通过振动模态分析，可以确定天线的主要振动模态和共振频率，从而了解天线在工作过程中可能存在的振动问题。
振动模态分析的方法主要包括模态分析和频率响应分析。
模态分析通过求解天线结构的固有频率和振动模态，确定天线的固有振型；频率响应分析通过加载外力或外界激励，计算天线的响应和振动特性。
2.3 天线的自由空振频率分析天线的自由空振频率是指在无外界激励下，天线结构产生自由振动的频率。
某型机载S频段天线结构设计
某型机载S频段天线结构设计高宏涛南京熊猫汉达科技有限公司摘要：随着机载天线工作环境的日益严酷、天线轻量化要求不断提高，机载天线结构需要进行合理化设计。
本文运用 UG软件对机载天线进行三维建摸,再借助ANSYS软件对其进行随机振动分析。
根据有限元分析结果，验证了结构设计的合理性。
关键词：天线;结构设计;随机振动分析0引言某型直升机机载S频段卫通天线采用等效口径为0.15 m的S频段微带天线作为天线面，如图1所示。
要求整机天线体积小、重量轻；要满足直升机振动及大角度机动要求。
因此，在结构设计时，需要充分靠虑各种需求,合理选择材料，充分优化结构设计，从而保艺錄、批量的可插〇图1S频段微带天线天线面1结构设计及模型该天线结构包含两个传动轴，分别为方位传动轴和俯仰传 动轴。
由于使用环境是直升机平台,所以该天线结构的主体材料 优先选用航空铝7075-T6,传动齿轮采用不锈钢0Crl7Ni4Cu4Nb,满足了强度及天线结构轻量化的需求。
在设计时，将天线伺服控 制、伺服驱动模块、功報块、信标模块全部密闭在同一个盒体’通过组合线缆与外部电机、天线面等器件相连，在保证了整机产 品的电磁兼容性能的同时，简化了结构件装配过程，优化了线缆连 接的复杂性,增加了产品的可靠性，三维模型如图2所示。
方位大齿轮主控ft休俯W电机俯W大齿轮(二）图2天线整体结构工作时，俯仰电机驱动与俯仰电机轴连接的小齿轮拨动俯仰大齿轮转动，从而带动整个俯仰组件转动，俯仰传动比为 !'1=1:6.8。
方位电机驱动与方位电机轴连接的小齿轮拨动方位大齿轮转动，从而带动整个天线方位组件围绕中心轴连续转动，方 位传动比为/2=1: 9。
2仿真分析2.1工况分析为了验证该天线设计方案是否能满足机载振动指标，采用 Ansys Mechanical Enterprise对该天线模型进行振动仿真分析。
考虑到天线实际安装方式，在做力学仿真时仅对天线方位主轴 法兰盘上的8个M3螺纹安装孔进行固定约束，对天线的其余部 件不做任何约束。
内部机载天线优化设计
文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：peraglobal）在现代喷气式客机表面伸出的大量天线会产生阻力，进而增加燃油消耗。
巴西国家电信研究所(Inatel)和巴西航空工业公司(Embraer)的工程师致力于研发能够节省燃料的、安装天线的新方法。
借助ANSYS仿真技术，工程师无需花费构建原型的时间和成本就能预测推荐的安装设计的性能。
为支持新的安全、导航和雷达系统以及为乘客提供Wi-Fi和电视直播等服务，商用飞机上的天线数量正在稳步增加。
但是，把这些天线布置在飞机外部的传统位置会增大阻力，进而增加燃油消耗，这就与目前飞机需要不断提高能效的目标背道而驰。
为应对这一挑战，巴西航空工业公司正在为飞机天线研发新的安装设计。
尽管如此，天线必须在每一个方向上发出相同的辐射量，因此必须评估多种设计方案。
如果必须为每一个推荐的天线设计和安装位置构建和测试物理原型，这样做不仅极为耗时而且成本高昂。
巴西国家电信研究所(Inatel)和巴西航空工业公司正在使用ANSYS HFSS电磁场仿真软件来评估天线安装替代设计的性能。
HFSS 仿真结果与物理测试结果良好匹配，因此大幅节省了评估设计替代方案所需的时间。
最终为未来的巴西航空工业公司飞机实现显著的燃油效率。
使用实际天线安装开展验证最新一代商业客机拥有多达100根天线，其可用于航空交通管制(ATC)、空中交通防撞(TCA)、盲目着陆系统(ILS)、测距设备(DME)等其他应用。
在过去飞机外部结构主要使用铝材制作而成，由于铝会严重阻碍电磁辐射，因此天线必须从机身表面伸出。
现在许多飞机使用纤维增强复合材料，不仅给天线布局带来新的电磁挑战，而且难以在飞机机身上设计天线。
通过避免使用支撑天线用的外伸结构件，这种方法不仅能减少阻力，还有望大幅减轻重量。
轻型喷气式飞机与飞机背鳍的ANSYS HFSS数值模型为仿真这款推荐的安装设计，巴西国家电信研究所和巴西航空工业公司的工程师首先需要确定用于覆盖天线的复合材料的电磁属性。
基于Laminate Tools的机载天线罩力学仿真和优化设计
结 果表 明 ， 结 合通 用软 件 Ｐ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ／ Ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ， 可方便 地 实现 复合材 料铺 层 、 三 维和褶 皱显 示 、 力 学计 算 、 失效
分析及展平图输 出等一 系列功能 ， 为复合材料的一体化设计提供 了流程参考。
关键 词 ： 天 线罩 ； 复合 材料 ； 力学仿 真 ； 可视化
（ Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
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通信工程中天线设计与优化
通信工程中天线设计与优化天线是通信工程中非常重要的组成部分，它可以将电磁信号转换为电信号，或将电信号转换为电磁信号。
天线的设计和优化直接影响通信系统的效果和性能，因此在通信工程中，天线的设计和优化是至关重要的。
本文将从天线的分类、设计和优化三个方面来阐述通信工程中天线设计与优化的相关技术。
一、天线的分类通信工程中的天线按功能和使用环境的不同可以分为多种类型，主要包括以下几类：1. 话筒式天线话筒式天线通常用于手机和手持设备，由于多数手机用于语音通话和数据传输，因此这种天线被设计为十分小巧，能够适应手机的设计，并可在手机内部或表面上安装。
2. 圆形极化天线圆形极化天线通常被用于全球定位系统(GPS)和通用移动通信标准(UMTS)。
该天线通常必须旋转360度而无需进行方向调整。
3. 方向性天线方向性天线通常用于无线局域网(WLAN)和长距微波通信。
此类天线具有高增益和方向选择性，可以将射向天线的能量增强。
4. 天线阵列天线阵列是由多个天线单元组成的，可以实现任意形状的天线增益和波束方向。
天线阵列的设计和优化难度较大，需要对电磁波、辐射场和散射场进行复杂的模拟和计算。
二、天线的设计通信工程中的天线设计涉及到电磁学、电路设计和相应的计算模型等方面。
下面将简单介绍天线设计的主要步骤。
1. 选择天线和频段在天线设计时，首先要确定天线类型和使用频段，以便选择适当的天线结构和相应的天线参数。
选择天线要综合考虑电气性能、机械性能、重量和成本等方面的因素。
2. 建立电磁场模型根据天线的几何形状和频段等参数，建立电磁场模型。
该模型通常使用专业软件，如Ansys等进行计算，其方法基于有限元法、有限差分法或边界元方法等。
3. 优化天线参数根据电磁场模型，调整天线参数，以优化天线性能，如提高天线增益、工作频率范围、方向性或其他指标。
4. 组装和测试在调整完天线参数后，进行天线的组装工作。
组装完毕后进行天线测试，以保证其符合设计要求和产品规格。
机载通信天线性能分析与设计优化
机载通信天线性能分析与设计优化机载通信天线是飞机上必不可少的设备之一，它承担着飞机与地面站或其他飞机之间的通信任务。
天线的性能直接关系到通信质量和连通性，因此对机载通信天线的性能进行分析和设计优化是非常重要的。
本文将从天线增益、频率特性、方向图和抗干扰性等方面进行分析，并提出相应的设计优化方案。
首先，机载通信天线的增益是衡量其信号接收和发射能力的重要指标。
增益越高，天线的方向性越强，通信距离越远。
因此，设计时需要考虑天线的增益与尺寸的平衡。
一般来说，利用电磁模拟软件进行仿真可以得到天线的增益和辐射特性，通过不断调整天线的结构参数，如天线长度、宽度等，可以优化天线的增益。
同时，合理选择天线材料和制造工艺也可以提高天线的增益。
其次，机载通信天线在设计阶段需要考虑频率特性。
根据通信系统的工作频段，选择适合的天线结构和尺寸，使得天线在频率特性上具有较好的匹配性。
常见的方法包括调整天线的长度和宽度，通过仿真分析得到天线随频率变化的反射系数，进而优化天线的频率特性。
此外，机载通信天线的方向图也是设计优化的关键。
天线的方向图描述了天线在不同方向上的辐射能力，决定了天线的覆盖范围和通信质量。
根据不同的应用场景和要求，可以选择不同类型的方向图，如全向性、指向性、扇形覆盖等。
通过调整天线的结构参数，如天线的几何形状和辐射元的位置，可以改变天线的方向图。
最后，机载通信天线的抗干扰能力也是设计中需要考虑的因素。
天线在航空环境中会面临多种干扰源的影响，如雷电、电磁辐射等。
为了提高机载通信系统的可靠性和抗干扰能力，可以采取以下优化措施：首先，合理布局天线与其他设备的距离，减少相互干扰的可能性；其次，选择具有良好屏蔽性能的材料作为天线的外壳，减少对外界电磁干扰的敏感性；此外，采用合适的天线阵列设计可以提高抗干扰能力，通过对接收信号进行空时处理，减少干扰的影响。
综上所述，机载通信天线的性能分析与设计优化是确保飞机通信质量和连通性的重要环节。
无线通信系统中天线的优化与设计
无线通信系统中天线的优化与设计无线通信系统中天线的优化与设计无线通信系统中的天线是实现无线信号传输的重要组成部分，其性能的优化与设计对于提高通信质量和扩大通信范围具有重要意义。
本文将从天线优化的背景和需求出发，介绍天线性能参数与指标的定义，探讨不同优化方法与设计理念，并结合实例分析天线优化与设计的关键问题和挑战。
一、天线优化的背景和需求随着无线通信技术的快速发展，人们对于无线数据传输的需求越来越高。
而天线作为无线通信系统中负责信号发射与接收的装置，其性能直接关系到通信质量的好坏和通信距离的远近。
因此，对天线的优化和设计具有重要意义。
现代无线通信系统主要包括移动通信系统、卫星通信系统和无线局域网等，这些系统对于天线的性能指标要求各不相同。
以移动通信系统为例，需要天线具有较高的增益、低的辐射损耗、宽带、方向性等特点，以满足用户对于通信质量和通信距离的要求。
而卫星通信系统需要天线具有高增益、高辐射效率、宽带等特点，以提供更远距离和更大容量的通信服务。
因此，针对不同通信系统的需求，天线的优化与设计也存在一些共同问题与挑战。
二、天线性能参数与指标的定义在天线优化与设计中，有一些重要的性能参数与指标需要进行定义和评估。
（1）增益（Gain）：增益是天线主要性能指标之一，描述了天线辐射功率与接收功率之比。
增益越高，天线的辐射功率越大，通信距离越远。
常用的增益单位是dBi。
（2）辐射效率（Radiation Efficiency）：辐射效率是天线将输入的能量转化为辐射功率的比例。
辐射效率越高，天线辐射的信号功率越大。
（3）方向性（Directivity）：方向性描述了天线辐射功率沿着特定方向的能力。
方向性较强的天线主要将辐射功率集中在特定方向上，有利于提高通信距离和减少干扰。
（4）带宽（Bandwidth）：带宽是指天线所能接受或发射的信号频率范围。
带宽越宽，天线可以传输的信号种类越多。
三、天线优化方法与设计理念（1）形状优化：天线的形状对其性能有着重要影响。
某机载VHF天线布局优化仿真分析
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机载无源相控阵天线结构轻量化设计
第35卷第4期2019年8月电吝机械工歿Electro-Mechanical Engineering•结构设计•D O I：10. 19659/j.issn. 1008-5300.2019.04.002机载无源相控阵天线结构轻量化设计>苗玲(南京电子技术研究所，江苏南京210039)摘要：机载雷达天线发展迅速，已从传统机械扫描天线发展为相控阵天线以及更为先进的机相扫天 线。
随着雷达技术的发展及电子设备集成度的提高，天线已经成为雷达系统中组成最为复杂、重量占比 最大的单元，因此天线的轻量化设计是雷达结构设计的关键技术。
某机载无源相控阵雷达天线组成复 杂，结构紧凑，单元间距小，重量指标要求严格，结构设计难度大。
文中介绍了该天线结构设计中采取的 轻量化措施，包括结构布局、模块化设计、复合材料的应用等，并通过力学仿真及环境试验，对天线轻量 化设计的结果进行了验证。
结果表明，天线结构设计满足产品力学环境要求，设计合理，对相关产品的 结构设计有一定的参考意义。
关键词：机栽无源相控阵天线；结构布局；轻量化设计中图分类号:TN95 文献标识码：A文章编号：1008-5300(2019)04-0007-04Lightweight Design of an Airborne Passive Phased Array AntennaMIAO Ling(Nanjing Research Institute of Electronics Technology,Nanjing210039, China) Abstract：The antenna of airborne radar is developing rapidly,which has transformed from the former mechanical scanning antenna to the phased array antenna and even more advanced mechanism-phase scanning antenna.With the development of radar technology and increase in the integration of electronic devices,the antenna has become the most complex and heaviest part of the radar system.As a result,the lightweight design of the antenna is becoming more are more important for radar structure design.The airborne passive phased array antenna described in this paper has small element spacing.The strict weight index of the antenna increases the difficulty of structure design.In this paper many measures of lightweight design are adopted in the structure design of the passive phased array antenna,including optimized structure layout,using of compound material and highly integrated modules.The dynamic analysis and environment tests prove that the structure design of the antenna can meet the mechanical properties of the product and provide a reference for structure design of related products.Key words：airborne passive phased array antenna；structure layout；lightweight design引言雷达天线按照扫描方式可以粗略地分为机械扫描 天线和电扫描天线。
天线的设计仿真和优化
天线的设计仿真和优化天线设计仿真和优化的基本原理是利用计算机模拟和优化算法，对天线的电磁特性进行数值分析和优化。
天线在无线通信系统中起到收发信号的作用，其性能直接影响着通信质量和系统容量。
因此，对天线的性能进行仿真和优化是非常重要的。
天线设计仿真和优化的方法主要包括以下几个方面：几何建模、电磁特性分析和优化算法。
首先，需要对天线的几何结构进行建模，包括天线的尺寸、形状和材料等。
其次，利用电磁场数值仿真方法，如有限元方法（FEM）、时域积分方程（TDIE）和时域有限差分（FDTD）等，对天线的电磁特性进行分析，包括频率响应、辐射特性和相互耦合等。
最后，利用优化算法对天线的性能进行优化，例如遗传算法、粒子群优化算法和模拟退火算法等。
在天线设计仿真和优化中，常用的工具包括ANSYS HFSS、CST Microwave Studio和FEKO等。
这些工具拥有强大的模型构建和电磁场仿真能力，可以准确地预测天线的电磁特性，帮助天线工程师进行优化设计。
此外，还可以使用MATLAB等工具进行优化算法的开发和仿真实验。
天线设计仿真和优化在实际应用中具有广泛的应用。
首先，通过仿真可以快速、准确地评估和预测天线的性能，避免了传统试验方法的高成本和耗时。
其次，通过优化设计可以提高系统的性能和效果，例如增加天线的增益和方向性、改善天线的带宽和辐射特性，从而提升通信质量和系统容量。
最后，天线设计仿真和优化还可以用于解决天线之间的相互干扰、天线与周围环境的电磁兼容性等问题，保证通信系统的可靠性和稳定性。
综上所述，天线设计仿真和优化是无线通信领域中一项重要的技术，能够对天线的性能进行预测和优化，提高通信系统的性能和效果。
随着无线通信技术的不断发展和应用的广泛普及，天线设计仿真和优化将在无线通信系统的设计和优化中发挥越来越重要的作用。
无线通信系统的天线设计优化方法
无线通信系统的天线设计优化方法随着无线通信技术的发展，天线作为通信系统中重要部件的设计与优化变得越来越重要。
在实际应用中，天线的性能将直接影响无线通信的质量和稳定性，因此如何设计和优化天线成为无线通信系统中不可忽视的一项技术。
一、天线的基本参数首先，了解天线的基本参数是必要的。
天线的基本参数包括：频率、天线增益、天线辐射图案、天线波束宽度和驻波比等。
这些参数将直接影响通信系统的各项指标，例如信号强度、通信覆盖范围、调制调度等。
因此，需要根据实际应用要求，合理选择天线参数。
二、天线设计的主要方法1. 理论分析法天线理论分析法是通过数学模型，计算天线的电学性能，如辐射场分布、天线阻抗等。
通过模型得到的分析结果，可以为后续的优化和设计提供指导意义。
2. 经验公式法经验公式法是一种基于实验数据和经验公式的天线设计方法。
该方法基于过去的经验，将天线的一些基本参数，如长度、宽度、材料、电学性能等，以简单的数学公式表达出来，遵循“简单易用、精度高”的原则。
该方法典型的代表就是基于半波长振子的天线设计方法。
3. 仿真优化法仿真优化法是最常用和最直观的一种天线设计方法。
可以通过电磁仿真软件完成模型的建立和仿真，进而评估天线的电学性能和设计顺序，完成优化设计的过程。
这种方法不仅具有较高的精度和效率，而且可以灵活的进行多场耦合、多参数优化、多方案比较等操作。
三、天线设计的优化方向1. 改善天线直接耦合问题基站天线之间的直接耦合问题严重影响无线通信系统的性能，因此这是天线设计中最重要的优化方向之一。
通过优化天线的功率分配和阵列结构，避免直接耦合问题，从而提高通信信号的质量和稳定性。
2. 提高天线的功率效应在提高天线功率效应的过程中，需要减小天线辐射副瓣，也就是天线辐射图案中多余的辐射信号。
通过优化天线结构和选用合适的天线材料，可以减小辐射副瓣的信号干扰，从而提高天线的功率效应。
3. 减小天线的体积随着无线通信设备的进一步发展，设备的体积也越来越小。
某机载雷达有源天线结构设计
某机载雷达有源天线结构设计
蔡香伟 束峰涛 （中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088）
摘 要：基于某机载雷达研制任务需求，本文对有源相控阵天线进行了结构设计，并对其进行了有限元分析，天线阵面最大
法向变形为 0.1 毫米，最大应力为 73MPa，均满足设计指标要求。
2 多级盲配互联技术 由于单元间距小、集成度高、连接通路多，如果采用传统的射 频电缆对微带天线与可扩充阵列模块之间、可扩充阵列模块与子
达，2011,33(5):71-73. [4]吕慎刚，赵春林.盲配互联设计在 T/R 组件中的应用[J].电子机械 工程，2014,30(6):19-21. [5]李科选，王美焰，李畅.某毫米波雷达天线系统结构设计与分析[J]. 2019,37(3):43-46.
元模型如图 8 所示。
图 5 反射冷板示意
1.3 可扩充阵列模块
可扩充阵列模块是有源天线阵面的核心，它的体积、重量、发
热量在整个天线系统所占比例最大，因此要求 SAM 体积尽量小，
重量尽量轻，散热最佳。
可扩充阵列模块从反射冷板的背面（正面为列线源的安装面）
插拔装卸，其电连接器和液冷连接器均安装在反射冷板背板上，采
图 3 有源天线背面 1.1 天线阵面 天线阵面为扁平结构的二维有源相扫天线，具有模块化程度 高、体积小、重量轻等特点。图 4 为天线阵面的示意，天线采用矩形 布阵，有效口径为 294.4（俯仰）×166.4mm（方位），俯仰向集成设计 为列线源形式。 1.2 反射冷板 反射板是机、电、液一体化设计的基准，结构形式需进行优化 设计，使其集天线阵子的电反射面、可扩充阵列模块承力件，电、液 盲配板于一体，列线源与可扩充阵列模块分别固定在反射冷板的
《2024年基于人工智能的天线优化设计》范文
《基于人工智能的天线优化设计》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统中的关键组成部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，天线的设计与优化显得尤为重要。
近年来，人工智能技术的快速发展为天线优化设计提供了新的思路和方法。
本文将探讨基于人工智能的天线优化设计，以期提高天线性能，满足不断增长的无线通信需求。
二、天线优化设计的背景与意义天线优化设计是无线通信领域的重要研究方向，其目的是在有限的空间和资源条件下，通过优化天线的结构、尺寸、材料等参数，提高天线的性能，如增益、辐射效率、波束形状等。
传统的天线优化设计方法主要依靠设计者的经验和知识进行迭代优化，耗时耗力且效果有限。
而人工智能技术的应用，为天线优化设计提供了新的思路和方法，有望实现天线的自动化、智能化设计。
三、基于人工智能的天线优化设计方法（一）数据驱动的天线优化设计数据驱动的天线优化设计是利用大量历史天线设计数据，通过机器学习算法对数据进行学习和分析，找出天线设计参数与性能之间的关联关系，从而指导新的天线设计。
这种方法可以充分利用历史数据，提高天线设计的效率和准确性。
（二）深度学习在天线优化设计中的应用深度学习是一种强大的机器学习算法，可以自动提取数据的特征，从而实现对复杂问题的求解。
在天线优化设计中，可以利用深度学习算法对天线的电磁场分布、辐射特性等进行学习和预测，从而实现对天线的自动化、智能化设计。
四、具体实现步骤（一）数据准备收集大量历史天线设计数据，包括天线的结构、尺寸、材料、性能参数等。
对数据进行预处理，如去噪、归一化等，以便于机器学习算法的学习和分析。
（二）特征提取与模型构建利用机器学习算法对数据进行学习和分析，提取出天线设计参数与性能之间的关联关系。
构建适当的模型，如神经网络模型、支持向量机模型等，以实现对天线性能的预测和优化。
（三）训练与测试利用训练数据对模型进行训练，使模型能够自动提取天线的特征并预测其性能。
手机天线设计与优化的研究
究这些新型手机天线的性能和应用，为提高手机的通信性能做出更大的贡献。
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手机天线优化中的常见问题及解 决方案
1、优化过度导致辐射增加：在进行手机天线优化时，如果过度增加天线的 增益，可能会导致辐射增加，对人体健康造成潜在危害。为了解决这一问题，需 要在提高天线性能的同时，采用人体适用材料和优化天线布局等手段，降低电磁 辐射的影响。
2、信号干扰问题：在复杂的环境下，手机的天线可能会受到其他信号的干 扰，导致通讯质量下降。为了解决这一问题，可以采取使用滤波器、增加信号屏 蔽等手段，减少外部信号对手机天线的干扰。
一、手机天线的重要性
手机天线是手机的重要组成部分，它负责接收和发送无线电信号。手机的天 线性能直接影响到手机的通信质量，因此，研究和设计新型手机天线对于提高手 机的通信性能具有重要意义。
二、新型手机天线的设计
1、柔性天线
柔性天线是一种新型的手机天线，它具有体积小、重量轻、易于弯曲等特点。 这种天线可以适应手机的不同形状和大小，提高了天线的适应性。同时，由于其 可弯曲的特性，可以大大降低手机受到冲击时对天线性能的影响。
参考内容
多频段手机天线设计的需求主要包括以下几个方面。首先，为了提高数据传 输速度，需要更大的带宽。其次，为了降低能耗，提高设备的续航能力，需要设 计出更低功耗的天线。最后，为了确保信号的稳定性和方向性，需要优化天线的 方向性。
然而，多频段手机天线设计也面临着诸多的挑战。首先，不同的频段需要不 同的材料和设计方法。高频段需要轻薄、低损耗的材料，而低频段则需要尺寸较 大、辐射效率高的材料。如何在同一部手机中满足不同频段的需求，是一个需要 解决的难题。
1、优化天线布局：通过改变天线在手机中的布局，使得天线在各种使用状 态下都能够保持最佳的信号接收和发射状态。
多工况下天线结构的可靠性优化设计
天线设计与优化技术研究
天线设计与优化技术研究天线是通信系统中不可或缺的组成部分，它是将电能和磁能相互转化的器件，可把高频电路产生的电磁能量转换成电磁波传输到空间中，实现与其他设备之间的无线通信。
天线的设计和优化是通信系统设计中至关重要的一步。
本文将介绍天线的设计、性能参数和优化技术。
一、天线的基本构成天线由导体、绝缘材料和耦合器组成。
导体是天线的载体，可将电能和磁能相互转换，产生电磁波辐射或感应。
绝缘材料用于隔离导体，避免信号干扰。
耦合器则是连接天线和信号源、负载、收发器等元器件的接口，用于将天线与其他元器件之间的信号进行耦合。
二、天线的性能参数天线的性能参数包括带宽、增益、辐射方向图、相位分布等。
1. 带宽带宽是天线所能接收和发送信号的频率范围。
当天线带宽越宽时，能够接收和发送的频率就越多，扩宽了天线的应用范围。
2. 增益增益是天线喇叭口所能从无限远处辐射出的辐射功率与同等功率天线的辐射功率之比，直接决定了天线的接收和发射距离。
3. 辐射方向图辐射方向图是表征天线辐射特性的参数，可用来描述天线在其正面和侧面所辐射的功率的多少。
4. 相位分布相位分布是天线上各个导体段的电流幅值和相位的分布情况，可直接影响天线的辐射特性和辐射方向图。
三、天线的设计天线的设计需要考虑到其所需的频率、增益、辐射方向、频带等性能参数，以达到设计要求。
1. 天线的形式天线的形式包括线性极化、圆极化和椭圆极化等，不同形式的天线可适用于不同的应用。
2. 天线的结构天线的结构一般分为单极天线、耦合天线和共面双极天线等。
设计时需根据应用情况选择合适的结构。
3. 天线的参数天线的参数包括导体形状、尺寸、导体间距和绝缘材料等，需要通过计算、仿真和实验进行确定。
四、天线的优化技术天线的优化可分为天线参数优化和电磁环境优化两种。
1. 天线参数优化天线参数优化主要包括通过仿真和实验选择导体形状、尺寸、导体间距、绝缘材料等，以优化天线的性能参数。
2. 电磁环境优化电磁环境优化则是通过优化天线的电磁环境，如电磁波的传输路径、干扰、衰减等，来提升天线的性能。
机载通信系统EMC设计中天线布局优化设计
机载通信系统EMC设计中天线布局优化设计
邱扬;俞智敏;袁军;田锦
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2004(024)0z1
【摘要】首先介绍了电磁兼容(EMC)技术中计算天线间耦合度的一种数学模型并在此基础上提出了机载通信系统天线布局优化的目标函数,然后详细介绍了利用遗传算法(GAs)实现天线布局优化的方法,最后给出了一个优化实例.
【总页数】4页(P110-113)
【作者】邱扬;俞智敏;袁军;田锦
【作者单位】西安电子科技大学机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学机电工程学院,西安,710071;西安电子科技大学机电工程学院,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN03
【相关文献】
1.关于机载天线设计及天线系统布局的分析 [J], 张雄伟
2.无人直升机空地数据链机载天线布局仿真与设计 [J], 倪朝旭;薛晓亮;王洋
3.机载天线电磁兼容性及布局设计方法 [J], 赵栋;李纪欣;蒲源;史志鹏
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２ ３ ４ ５
２ １ ６
在两种结构 的背板 上施加相同的载荷 ，经过计算得到 固有 频率如 表 １ 所示。 表１ Ａ ／ Ｂ 方案固有频率
阶数
ｌ
— —
Ａ
６ ８ ６． ６ ６ １ ９ ９１ ． ２ ８ ２ ８ ． ８ ３１ ７ ８ ． ４ ５ ９ ９ ４ ． ８
Ｂ
６ ４ ７ ． ６ ３ ２ ０ ９ ５ ． ２ ２ ９ ８ １ ． ５ ４ ２ ９ ０ ． １ ４ ３ ６ ７ ． ４
以及 天线 罩 的设计 。
件 电信号的连接。在设计初期天线背板的结构考虑 了Ａ 和 Ｂ 两 种 方案 ，如 图２ 和 图３ Ｎ 示 ，后 期 又通 过数 值 仿 真 计算
来指导 方案 的选 择和 进一 步优 化 。
２ 底座 的结构设计
天线罩和天线背板都固定在底座上，机载天线则通过 底座与载机连接 ，因此底座既要满足天线 与载机平台的安
．
机载天线是飞机系统与其他系统进行 电磁能量交换的 转换设备 ，是飞机 感知系统 （ 传感器 ）的一部分… 。由于
机 载平 台 的空 间非 常 有 限 ，而 其 工 作环 境 条件 明 显不 同于 地 面平 台 和舰 船平 台 ，所 以 机载 天 线的 设计 要 求天 线从 重 量 、高 度 、外 形 、振 动 、冲 击 、 电磁兼 容 、通 风散 热 等方
装要 求 ，也 要 满足 天 线罩 和 背板 的 固定要 求 。与 底 座连 接 的天线罩为非金属材料 ，要达到高加工精度不容易 ，因此 设计 中将精 度 要求 较 高的 密封 槽 设计 在 底座 上 。 另外机 载 产 品对 重 量的 要 求非 常严 格 ，我 们需 要 将减 重 作为 设 计过 程中重要的一环 ，在保证强度的前提下尽可能去除多余材 料 。天 线底 座的结 构如 图ｌ 所示。
３ 天线背板的优化设计
天线 背 板作 为 关键 结 构件 ，一方 面 用 于安 装天 线体 和 Ｔ Ｒ 组 件 ，另外 一 方面 在设 计 中也 必 须考 虑 天线 体 与Ｔ Ｒ 组
满足相应的工作温度、贮存温度、加速度 、冲击振动等环
境适 应性 要求 。 根 据 以上 设计 要 求 ，某 机载 天 线 主要 包括 底 座 、背 板
推 广技 术
中 国科 技信 息 ２ ０ １ ４年 幕 ０ ７ 期 ｔ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＡＮ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ＯＬ ＯＧ Ｙ Ｉ ＮＦ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ ｐ ｒ ． ２ ｏ １ ４
某机载天线的结构优化设计
王 婧
中国西南设计研 究所 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ ６
王
婧
摘 要 本文针对 某机载 天线的结 构设 计，重 点介 绍 了天线底座 、天线背板以及天线 罩等 关键结构件 的设 计思路及设 计方案。该方案经实践证明切实可行 ，对类
似 的 天 线研பைடு நூலகம்制 具 有 一 定 借 鉴意 义 。
关键 词
机 载 天 线 ；结 构 设 计
ＤＯｔ ：１ ０３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ７ ． ０ ７ ７
面 都能 够很 好适 应载机 的 工作 环境 条件 。
１ 设计要求
设计过程 主要 基于天线的用途 、安 装方式 、工作环 境 条件 等因素 ，对各种 因素进行综合考虑 ，决定 了天线
的结 构 形 式 ： 某 机 载 天 线 主 要 由底 座 、天 线 背板 、 天线 体 、ＴＲ组 件以 及天 线罩 组成 。 设计 要求 提 出该天 线的 结构设 计主 要包 括以 下几 点： １ ）天线 外 形 尺 寸 不得 大 干 ① １ ２ ０ ａｍ × ｒ ８ ８ ａｍ； ２ ｒ ）； 重量 ＜ ２ ｋ ｇ ；３ ）要 求 天线 装机 以后 天线 罩能 够单 独拆 卸 ；４ ）要 求天线具有防水 、防霉 、防盐雾能力 ，即 “ 三防”；５ ） 图１ 天线底 座 结构