基于数值模拟的天线支撑框架结构减重优化

黄文涛，钱 鸥，李珂翔

（中国船舶集团有限公司第八研究院，南京211153）

0 引 言

相控阵雷达对天线单元的位置精度要求较高，并且要求天线面阵在工作时变形尽可能小，所以天线支撑框架通常会采取保形设计。轻薄型相控阵雷达由于深度尺寸较小，天线单元一般采用正反面三明治布局，共同安装于一个支撑框架上。这就导致框架中部区域无法设计垂向加强筋，对支撑框架的结构刚强度设计提出了一定要求。除此之外，雷达适装性也要求天线支撑框架进行结构减重。如何在保持减重设计的同时提高支撑刚性是一个需要考虑的问题。［1⁃2］

本文针对一种轻薄型相控阵雷达的轻量化天线支撑框架进行了结构优化，通过数值模拟分析了框架的刚性薄弱环节，通过对框架结构参数的敏感性进行计算获得了框架纵横筋尺寸参数对质量和变形影响关系，再通过对输入参数进行敏感度和响应面计算确定了优化方向，进行了多目标优化计算，最终获得了提高框架刚度的优化解。［3］

1 模型的建立

图1所示为轻薄型相控阵雷达的装配示意爆炸图。图中标出了天线支撑框架在天线舱中的安装位置，在框架的前端面安装有数字收发组件和天线阵面，框架的后端面安装有变频模块和频合模块的数字模块，模块之间有对插的接插件进行连接，通过框架外侧4个对角处的螺钉安装孔固定在天线舱外罩上。

图1 轻薄型相控阵雷达装配示意爆炸图