《不完備信息條件下反射面天線機率分析與最佳化設計研究》是依託西安電子科技大學，由曹鴻鈞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不完備信息條件下反射面天線機率分析與最佳化設計研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹鴻鈞
- 依託單位：西安電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
天線結構是天線電性能的載體，機械結構的隨機誤差會造成天線電性能的波動，甚至導致其功能失效。然而結構因素的隨機性對電性能的影響機理尚不明確，如何從改進結構設計著手提高電性能的穩健性和可靠性，還缺乏有效的理論支持。針對這一現狀，項目以反射面天線為對象，研究隨機位移場與電磁場的相互作用問題, 從機率的角度將機電有機地集成起來。考慮到大型天線往往是單件或小批量生產，統計信息匱乏。項目以Bayes方法為核心，研究在不完備信息條件下，反射面隨機位移場和結構隨機穩態溫度場的建模和動態更新問題。進而，從口徑面隨機場的離散化入手，建立一套面向反射面天線的機電熱三場綜合機率分析方法，並將電性能的失效機率表示為結構變數的顯函式，從而將電性能可靠性與機械結構因素密切聯繫起來。在此基礎上，進一步研究天線的機電綜合機率最佳化問題，可望提高天線電性能的穩健性、可靠性和成品率。
結題摘要
課題從機電綜合的角度研究了不完備信息條件下反射面天線的機率分析和最佳化設計等問題，建立了一套在不完備信息條件下對反射面天線進行機率分析和最佳化設計的理論和技術。取得的成果包括：1、對相位誤差隨機場的相關性予以了定量考慮，提出了考慮非均勻相關半徑的反射面天線平均功率方向圖的計算方法。便於定量評估反射面誤差的分布細節對天線電性能的影響，以便在設計或調整階段對反射面誤差的分布予以有效控制；2、針對卡塞格倫天線，建立了綜合考慮多項結構誤差的天線功率方向圖計算方法。便於定量考慮多項結構誤差對天線輻射性能的綜合影響效應。3、建立了不完備信息條件下，天線電性能可靠性的分析方法及其靈敏度分析方法。可在統計信息不足時給出失效機率的上下限。隨著統計信息的積累可方便地對天線可靠度及其靈敏度進行重分析。該方法有效避免了傳統可靠性分析過程中的嵌套循環，許多關鍵步驟都可解析地完成計算，較大程度上提高了可靠性分析的計算效率。 4、建立了對各項結構誤差的公差進行最優分配的最佳化模型，並給出了求解方法。 5、提出了面向電性能的反射面型面精度控制技術，該技術兼顧了天線的增益和副瓣，可有效補償反射面的變形細節對天線輻射性能的不利影響。6、提出了基於高斯過程分類的貝葉斯可靠性分析方法，可用於統計信息不完備或功能函式不連續場合的可靠性分析；7、針對空間可展開天線若干關鍵構件或關鍵機構，考慮太空環境荷載的特點，對其動力可靠性、疲勞可靠性和運動功能可靠性進行了分析計算。
