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复杂结构天线罩电性能分析与GA优化

邱婷  
【摘要】: 天线罩是航空航天雷达系统的重要组成部分。本文针对电大尺寸复杂结构天线罩的电性能分析与优化设计问题,借助三维CAD实体建模技术和自动网格剖分技术,采用物理光学法(PO)分析电大尺寸复杂形状天线罩的透射特性,并结合遗传算法(GA)优化天线罩的罩壁结构。同时还建立了有限元法(FEM)分析电小尺寸复杂结构天线罩电性能的理论模型。文章首先介绍了GA基本原理,并通过一系列的优化算例验证GA程序的正确性。将多层各向同性有耗介质平面结构的反射系数公式推广到含有单轴媒质层的多层平面结构,运用GA对这种复合介质结构的吸波特性进行优化。接着应用PATRAN软件对天线罩外形和结构进行几何建模,完成了天线罩壁拟合与网格自动剖分,应用PO法推导出电大尺寸天线罩透波率的解析计算公式,以此作为GA优化的适应度函数(fitness function)。通过GA优化过程,得到了具有高透波率的天线罩结构参数。最后建立了矢量FEM法分析天线罩的理论模型,该模型能直接应用于分析电小尺寸复杂结构天线罩,并为后续PO-FEM混合方法研究电大尺寸复杂结构天线罩的电性能打下了基础。


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