热加工对平板裂缝天线结构变形及其电性能影响研究

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目前平板裂缝天线作为一种广泛应用的天线,其结构制造精度的好坏严重影响着天线的电性能;然而目前钎焊工艺是产生其制造误差的主要来源,分析与研究钎焊工艺可有效解决该问题。为此,本文针对钎焊工艺引起的结构误差对电性能影响的问题,从具体钎焊工艺入手,模拟钎焊工艺过程,分析产生结构误差的主要来源,并根据机-电-热耦合分析方法,分析其对天线电性能的影响,具体研究工作如下:(1)建立天线的有限元分析模型,使用热弹塑性有限元方法、生死单元技术、材料非线性有限元处理技术等进行天线钎焊工艺模拟,求得天线的瞬态温度场,使用顺序耦合方法将温度场作为载荷进行结构变形和残余应力分布求解,最后根据平板裂缝天线存在变形误差时的电性能计算理论,分析天线在不同钎焊过程对天线的增益、副瓣电平等主要电性能的影响。(2)分析不同降温速率、不同钎料与母材的热膨胀系数匹配以及两个因素同时作用对天线焊后的残余应力分布和结构变形的影响,以及结构变形对其相应电性能的影响,得到降温速率和热膨胀系数匹配差异对天线电性能的影响趋势。(3)根据该天线的结构特点和夹具的设计要求,设计了不同工装夹具,研究了不同工装夹具的条件下,适合天线钎焊的夹紧力,分析不同工装夹具对天线最终残余应力和变形的影响。再对不同夹具对天线焊接后电性能的影响进行了分析,得到夹具的压头的分布要点和压力的选取范围,对实际的工装夹具设计具有一定的指导意义。(4)最后,分析了各因素同时作用对天线焊接的影响,得到天线热处理对天线电性能影响的初步结论。通过这些结论总结了平板裂缝天线在热加工工艺的参数选取准则。
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