摘 要：天线框架的结构强度和刚度直接影响机载雷达的性能和可靠性。本文以某机载雷达天线框架结构为研究对象，建立完整的有限元仿真模型，开展了模态分析、加速度过载下的准静态分析和随机振动分析。结果表明，该天线框架结构满足机载力学环境的设计要求。
　　关键词：天线框架;有限元分析;模态分析; 加速度过载;随机振动.
　　引言
　　机载雷达具有结构紧凑、重量轻和可靠性高等优点，在现代战争中得到了广泛的应用。天线框架是整个天馈系统的主要承力部件，其结构性能直接影响雷达的性能。相比地基雷达，机载天线框架有更高的强度和刚度要求：一方面，为了结构减重，框架往往采用薄壁结构;另一方面，雷达装机之后，会频繁地受到飞机的起飞、着陆、滑行、机身发动机以及外部气动扰流等所引起的振动和冲击作用。因此，天线框架的动力学特性不容忽视，类似结构在机载环境下的力学性能已引起广泛的研究。
　　本文主要研究了机载动力学环境对机载雷达天线框架力学性能的影响。旨在在设计初期对天线框架在给定的外部激励下的响应进行合理的评估，提高设计质量，加快设计进程。
　　一、机载雷达天线框架结构有限元模型
　　该机载雷达天线框架为薄壁空腔结构，内部布置列线源，通过螺钉将其固定在框架侧壁上。整个框架由12个螺钉安装在飞机平台上。
　　天线框架模型主要由中厚度壳单元构成，列线源均简化为质量点，其网格划分如图1所示。其中x方向为飞机航向，Y方向为垂向，z方向为飞机侧向。计算时，12个安装孔位置完伞固定。
　　该天线框架结构由铝合金5A06构成，其杨氏模量为70Gpa，泊松比为0.33，密度为2700 kg/m²，屈服强度为155 Mpa。
　　該机载天线框架结构所对应的加速度过载试验条件可参考文献。
　　二、机载天线框架结构有限元分析结果
　　（一）机载天线框架结构模态分析
　　该天线框架结构在约束态下2000Hz内前6阶固有频率及振型分别如表1所示。
　　由表1可知，整个天线结构的基频为248.3Hz，有效地避开了外界激励力的频率，避免了共振现象的发生。
　　三、机载天线框架结构加速度过载分析
　　加速度激励载荷按给定的大小沿不同方向分别施加在整个结构上。本文仅给出向后4.5g，向上6.75g和向左3g的计算结果。
　　x轴向施加4.5g的加速度激励载荷时，结构的最大变形2.13e-2mm，位于框架边缘处，最大应力为3.95Mpa，位于侧边加强筋处;Y轴向施加6.75g的加速度激励载荷时，结构的最大变形4.01e-2mm，位于框架边缘处，最大应力为5.66Mpa，位于框架的刚性连接处;z轴向施加3g的加速度激励载荷时，结构的最大变形4.05e-3mm，位于框架边缘处，最大应力为5.21Mpa，位于框架的刚性连接处。结构变形及应力水平均满足抗力学环境设计要求。
　　四、机载天线框架结构随机振动仿真分析
　　通过模态分析可知，该天线框架的前6阶固有频率位于0-2000Hz以内。因结构所受振动时连续的，提取各阶固有频率及振型后，采用振型叠加法，取结构阻尼比0.03，得到天线框架结构随机激励的线性响应如表2所示。
　　五、结束语
　　本文针对某机载雷达天线框架结构，完成了其在不同力学环境下的动力学特性。结果表明，该天线框架的结构设计满足机载力学环境的设计要求。结构减重是机载设备的重要追求，本文的分析结果也为后续天线框架的轻量化设计提供了支撑。