某机载sar天线支架的结构设计与分析

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1、万方数据某机载SAR天线支架的结构设计与分析王志刚，王志海(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)StructureDesignandAnalysisofaAirborneSARAntennaFrameWANGZhi—gang，WANGZhi—hai．(The38thResearchInstituteofCETC。Hefei230088，China)摘要：介绍了某机裁SAR天线支架的结构设计，针对不同结构形式、材料和厚度，利用有限元分析其变形、应力和固有频率，最终确定其结构形式、材料和厚度，结合飞行试验进行验证，结果表明该结构设计满足要求。关键词

2、：机载SAR；天线支架；结构设计中图分类号：TN821文献标识码：A文章编号：1001—2257(2011)06—0016一03Abstract：Inthispaper，thestructuraldesignandanalysisofaairborneSARantennaframeisin-troducedindetail．Thedisplacement，stressandnaturalfrequencyarecalculatedwithfiniteelementanalysisfordifferentstructure，materialanditsthicknes

3、s．Thefinalstructure，materialanditsthicknessaredeterminedwiththeseresults．Itwasprovedthatthestructuredesigncouldmeettheneedsoftheoveralldesignwithflyingexperiment．Keywords：airborneSAR；antennaframe；structuredesignO引言机载SAR天线结构，其功能和性能不同于地面天线，必须适应机载的工作环境条件要求，这样就要求天线在振动、冲击、电磁兼容和通风散热等方面具有很强的环

4、境适应性，不仅要保证SAR天线的电性能要求，而且要满足天线的精度要求、重量要求以及外形尺寸、接口关系和结构形式的要求。机载SAR天线安装在吊舱内，吊舱固定在飞机机腹下，天线不承受风载，吊舱内形成稳定可靠的环收稿日期：201l—Ol一27·16·境条件满足天线的正常工作。本文中，吊舱通过连接支架与SAR天线连为一体。连接支架不仅要承受天线的重量，而且吊舱承受的载荷通过连接点直接作用在连接支架上，因此对连接支架的刚强度要求严格[1]。1设计方案SAR天线结构在飞机上的安装位置有2个区域：飞机的前下部和后侧部区域，如图1所示。前下部区域位置所处环境恶劣，对外挂设备有很高的

5、要求，而文中所述SAR天线就吊装在此位置。天线形式为二维有源相控阵天线结构，支架为主承力框架，支架上部与飞机吊舱相接，下部与SAR天线相接，作为一个整体一起吊装在飞机舱外。图1机载SAR天线安装位置要实现支架刚度好、重量轻的目标，在满足雷达系统使用要求的前提下，支架结构形式和材料的选择尤为关键。在设计方案时，结构形式上主要考虑薄板折弯焊接、型材框架和复合材料整体成型几种形式[2]，其中薄板折弯焊接是指利用金属薄板进行折弯和焊接成型的结构形式；型材框架是指用金属型材搭成框架，再进行焊接形成封闭结构形式；复合材料整体成型是指利用复合材料整体成型机架结构形式。在材料的选择

6、上主要考虑了铝合金薄板、薄刚板以及复合材料。对于确定的结构外形和尺寸，对几种方案和选择进行了分析、比较，如表1所示。《机械与电．子》2011(6)万方数据兰扭兰：△8銮鲞占星墼堑蝗壁坠皇叁丝!壑§自女lIi2：Ill^1^■$#^l自t#∞t《2支架结构设计天缱结构的主要构成：上端通垃法兰与吊舱相连；中俐支架通过螺挂与r端法兰棚建．下部为天线骨架I最下端为天线阵面川箅巾认为其巾的元器什对剐鹰没有贞献．相关元器件作为负载柬模拟(纽件、渡控器、功分器、电缆和屯罐)。通过螺糯(沉头螺钉技平掩、弹船和螺母纰成J将相关结构连接。从支架结构形式考虑，型材框架结构J口式的支槊比较

7、复杂．杷应的重量增加比较多。率文不采用这种结树形式．支架没计韧步选择折弯焊接结拇形式或者复台材辩整体戚塑．3支架受力分析31支槊受力工况支架受力工况如表2所示。$21^IaIMlI*2『．#3』＆4』R51．M6℃n自∞En自目tn自t1n自T1n自＆tn自自594fig675927"“k3．2支架力学模型根据有限元建模“及支架的特点．对支架的一些细小疗血做了适当的简化。忽略了连接孔等结构．同一材科焊接部分采用T刚性连接一体化处理．即在建立有限元模型时把各个部件视作一个物理单元·dI此对于结构加I过程巾引起的焊接残余应力、变形木做考虑。天线结构通过t端法!与飞机