天线测试转台的结构设计及对准误差分析

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1、工学硕士学位论文天线测试转台的结构设计及对准误差分析（应用型）STRUCTUREDESIGNANDALIGNMENTERRORANALYSISOFTHEANTENNATESTTURNTABLE张建新哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH122学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文天线测试转台的结构设计及对准误差分析（应用型）硕士研究生：张建新导师：房振勇副教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TH122U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineering(Applied)STRUCTUREDESIGNANDALIGNMENTERRORANALYSISOFTHEANTENNATESTTURNTABLECandidate：ZhangJianxinSupervisor：AssociateProf.FangZhenyongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAuto

3、mationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要天线测试转台用于完成天线远场的测试任务，是一种重要的仿真测试设备。可以模拟天线横滚、俯仰、方位等各种姿态变化。在航空航天、通讯技术和科研等领域上都有广泛的应用。测试系统中，发射端转台和接收端转台的对准对天线测试起着极其重要的作用，测试转台性能的高低直接关系到

4、仿真和试验结果的准确性，是保证天线精度和性能的基础。根据天线远场测试转台技术要求，完成天线测试转台的总体结构设计，及利用多体运动学理论进行误差建模分析。首先，本文着重于天线测试转台总体结构的设计和动力学分析研究。根据天线远场测试系统技术要求，完成测试转台总体结构设计，包括驱动元件及驱动方式的选择、测角/位移元件的选择，速率精度的控制，重要元件加工工艺性的设计以及基于有限元分析理论，进行结构强度、刚度校核及变形分析。其次，需要完成天线测试转台的优化设计。利用ANSYS软件的Workbench模块，对测试转台进行优化设计，包括对接收端U型架目标驱动

5、优化设计和尼龙立柱拓扑优化设计。驱动优化设计可以实现多个目标函数同时优化，实现更加复杂的运算；保证转台稳定性和精度要求。拓扑优化以最大刚度为目标函数，寻求最佳结构质量去除方案。再次，天线测试转台的误差建模分析。依据天线测试转台的结构和工作原理，基于多体系统运动学理论来描述天线测试转台的对准误差，包括转台输出轴线相对于基准的线性误差和角误差。利用Matlab构建系统的误差模型，分析各个误差源对测试转台对准误差的影响。根据测试转台的工作原理，对测试转台的对准误差测试方法进行探讨。关键字：天线测试转台；机械结构；优化；误差建模；对准I哈尔滨工业大学工

6、学硕士学位论文AbstractTheantennatestturntableisakindofimportantsimulationtestdevicewhichisusefulforcompletingthetaskoftheantennameasurementinafar-fieldregion.Theantenna'spitching,yaw,rollandothermotioncanbesimulatedbytheturntables.Itiswidelyusedintheaerospace,thecommunicationtechno

7、logyandscientificresearcharea.Inthetestsystem,thealignmentofthetransmitterandreceiverturntableplayaveryimportantroleontheantennasignalalignment.Theperformanceofthetestturntableisdirectlyrelatedtotheaccuracyofthesimulationandexperimentalresultswhichisthebasisofensuringaccurac

8、yandperformanceofantenna.Inthispaper,accordingtotheturntabletechnicalrequir