輕薄陣列天線陣面形狀調(diào)整的作動(dòng)器布局優(yōu)化*

劉雙榮，周金柱，唐寶富，徐文華

(1. 西安電子科技大學(xué)， 陜西 西安 710071； 2. 南京電子技術(shù)研究所, 江蘇 南京 210039)

引 言

隨著通信、國防需求、空間科學(xué)的不斷發(fā)展和變化，對高集成、大口徑、輕薄陣列天線的需求越來越迫切。超大口徑輕型陣列天線不僅可以收集更多的能量、降低天線重量，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)探測、跟蹤與識(shí)別[1]。但大口徑、輕型化會(huì)導(dǎo)致陣列天線的剛度降低，尤其是天線的服役環(huán)境復(fù)雜、多變時(shí)，天線陣面受到隨機(jī)、時(shí)變的動(dòng)態(tài)載荷的作用而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)太陽輻射、濕度等也會(huì)引起陣面結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的變化，導(dǎo)致天線陣面變形，使天線服役時(shí)可靠性降低[2-3]。為保障陣列天線在復(fù)雜、多變環(huán)境下工作的可靠性，很多學(xué)者將智能結(jié)構(gòu)引入天線陣面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中[4-5]。

目前，利用智能結(jié)構(gòu)控制天線陣面形狀已受到廣泛關(guān)注[6-9]。智能結(jié)構(gòu)控制陣面形狀主要完成有限量作動(dòng)器或傳感器的布局和作動(dòng)器調(diào)整量的確定。在陣面形狀控制中，作動(dòng)器的位置至關(guān)重要，恰當(dāng)?shù)淖鲃?dòng)器布置不僅可以實(shí)現(xiàn)陣面形狀可控，而且所消耗的能量也最少[10]。現(xiàn)階段已有部分文獻(xiàn)對結(jié)構(gòu)控制中作動(dòng)器的布局進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[11]分析總結(jié)了結(jié)構(gòu)控制中作動(dòng)器優(yōu)化配置的準(zhǔn)則，并結(jié)合典型的數(shù)值仿真案例進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)[12]基于懸臂板模型的最優(yōu)二次型建立目標(biāo)函數(shù)，利用遺傳算法求解黎卡提代數(shù)矩陣方程，保證解P的跡最小，以P跡的最小值給出了作動(dòng)器的最優(yōu)布局；……