基于NX Nastran的某星载天线动力学分析

International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2017, 6(4), 192-206

Published Online December 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/204160391.html,/journal/ijm

https://https://www.wendangku.net/doc/204160391.html,/10.12677/ijm.2017.64020

Dynamic Analysis of a Spaceborne Antenna Based on NX Nastran

Zimin Pan, Chunhui Li, Qiuju Zhu, Mao Zhang, Xumin Cao

Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute, Shanghai

Received: Nov. 30th, 2017; accepted: Dec. 15th, 2017; published: Dec. 22nd, 2017

Abstract

In this paper, the finite element modeling and modal analysis of the space-borne antenna subsys-tem were carried out to obtain the fundamental frequency of the antenna subsystem by using the tool of the large-scale integrated software NX 8.5. The sine vibration test of the antenna subsystem was carried out based on the analysis results. The results show that the simulation results are in good match with the experimental results, which can further provide the basis for developing the antenna structure optimization.

Keywords

NX Nastran, Spaceborne Antenna, Finite Element, Modal Analysis

基于NX Nastran的某星载天线动力学分析

潘自民，李春晖，朱秋菊，张茂，曹旭民

上海航天电子技术研究所，上海

收稿日期：2017年11月30日；录用日期：2017年12月15日；发布日期：2017年12月22日

摘要

本文以大型综合软件NX 8.5为工具，对星载天线子系统进行有限元建模和模态分析，得到天线子系统的基频。根据分析结果开展天线子系统的正弦振动试验研究，结果表明，仿真与试验结果符合较好，为进一步的开展天线结构优化提供依据。

潘自民等

关键词

NX Nastran，星载天线，有限元，模态分析

Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

https://www.wendangku.net/doc/204160391.html,/licenses/by/4.0/

1. 引言

随着我国航天技术的迅速发展，对未来星载天线子系统的要求也在不断提高。大口径，高精度，低质量，高强度已成为未来大型星载天线设计的必然趋势。然而星载天线在制造、运输、发射等各阶段都要经历不同振动环境的考验，尤其是可靠性验证时要经受最为严酷的鉴定级振动试验的考核。为保证星载天线具有较高的可靠性，一般在概念设计阶段应用有限元仿真手段对其结构进行设计验证。对于星载天线，为避免与卫星系统耦合通常需要满足一定的刚度要求。在复杂的太空环境下，高低温冷热交变要求天线反射面具有非常高的尺寸稳定性，这就又要求结构材料具有非常低的热膨胀系数；而传统金属材料由于热胀系数较大使得应用受到很大限制，先进碳纤维复合材料通过合理的铺层设计可以达到几乎为零的热膨胀系数，能够满足高尺寸稳定性的要求，因而成为全天候精确通信应用的优先选择[1]。考虑到天线系统的结构复杂程度及材料组成，其大部分采用碳纤维复合材料及蜂窝夹层形式，采用传统手工核算已无法实现的，目前多借助商用有限元仿真软件来完成。

星载天线系统升空过程是一个集几何、材料、边界条件等多因素下的一个复杂的动力学过程，仅采

用理论解析方法难以准确、有效地解决实际问题；而采用试验手段又不具有普适性，难以对问题给予普

遍性的解答和规律性的指导[2]。因此为对天线子系统的可靠性做出相对准确的预判，开展概念设计阶段

的动力学仿真分析对星载天线结构设计具有重要的意义。

UG NX 8.5是一款集CAD、CAM、CAE为一体的高端工程应用软件，其强大的三维建模功能可以很好地完成系统级建模，其高级仿真模块包含的NX Nastran是一款十分优秀的有限元分析软件，其分析结果已成为航太等级工业CAE标准，并获得了FAA认证[3]。

NX Nastran源于有限元软件MSC Nastran，2002年11月美国联邦贸易委员会(FTC)为反垄断裁定MSC Software公司必须共享MSC Nastran最新商业版，即v2001r9，该版本即为NX Nastran V1.0。共享内容包括用于Nastran开发、销售用的所有MSC Nastran的源代码、目标代码、测试案例、开发环境和所有文档的永久使用权许可。2003年9月，NX Nastran产品正式发布。FTC的裁决也使MSC公司的雇员名单得到共享，因此，已经有许多资深Nastran专家加盟UGS PLM Solution公司(现Siemens PLM Software 公司)，如前MSC首席算法专家Dr. Louis Komzsik、前MSC数值计算专家Dr. Tom Kowalski等等[4]。

一般来说，有限元法在软件中的实现过程主要包含三个步骤。不论使用哪款分析工具，这三个步骤

都大致一样，即：前处理，求解，后处理。

本文根据提供PRO/E三维几何模型，在NX 8.5中完成有限元模型的创建、求解及结果后处理，并

根据仿真结果开展了相关试验验证工作。

2. 仿真分析

先进的结构设计与验证分析方法是复合材料发展的先导[5]。在概念设计阶段，经过几轮的反复迭代，

潘自民 等

确定了天线子系统反射面具体的拓扑结构。选取最终的结构设计模型，利用NX 8.5软件前处理模块建立天线子系统的有限元模型。

2.1. 材料的选择

如图1所示，天线子系统主要由主反射面、大背筋、馈源支撑、圆波导、副反支杆、喇叭、副反射面、电机和旋转机构等组成。

根据天线子系统对高刚度和高强度的要求，其中主反射面蒙皮、背筋、副反支杆、大支撑臂杆和馈源撑桶等采用M55J/氰酸脂树脂基碳纤维预浸料铺层设计，主反射面中心蜂窝采用材料为LF2Y ，规格为6 × 0.018 mm 的正六边形有孔耐久蜂窝；金属埋件采用钛合金埋件；其余结构件均采用铝合金材料。根据生产制造单位提供的相关数据，所用零、部件的材料力学性能参数见表1和表2所示。

2.2. 有限元模型的建立及边界条件

对于天线子系统有限元模型的创建需要综合考虑，有限元模型建立的是否合理将直接影响到有限元最终分析结果的准确性。有限元分析的最终目的是要还原一个实际工程系统的数学行为特征，因而，在进行有限元分析前首先需要建立针对具体问题的有限元模型。但在实际工程应用中，模型往往极其复杂，要想原样照搬是不太可能的，因此在有限元建模过程中需要对有限元模型进行必要的简化，否则，复杂

Figure 1. Geometry model of a spaceborne antenna 图1. 某星载天线几何模型

Table 1. Mechanical properties of the metallic material 表1. 所用金属材料力学性能

序号 项目 铝合金 钛合金 1 E , GPa 69 117.3 2 μ 0.33 0.33 3 ρ, kg/m 3 2790 4450 2

极限强度，MPa

420

1030

潘自民等Table 2.Mechanical properties of the composite

表2.所用复合材料力学性能

序号项目铝蜂窝M55/氰酸酯单向板

1 E11, GPa 4.3e?6 280

2 E22, GPa 4.3e?6 10

3 E33, GPa 0.239 -

4 μ- 0.27

5 G12, GPa 1.1e?

6 4

6 G23, GPa 0.023 2

7 G13, GPa 0.023 4

8 ρ, kg/m327 1650

9 纵向拉伸强度，MPa 1500

10 纵向压缩强度，MPa 83

11 横向拉伸强度，MPa 17.3

12 横向压缩强度，MPa 130

13 剪切强度，MPa 70

模型的有限元计算会变得异常困难甚至可能无法得到计算结果[6]。

对于模型中不影响总体刚、强度的小孔、倒角等小特征予以去除；胶膜、发泡胶等简化为非结构质量，电机及其它集中负载等简化为集中质量通过MPC单元与其支撑结构件相连，零部件之间螺钉连接在相应区域内简化为刚性连接。有限元模型创建过程中，复材及铝蜂窝的材料方向定义需要重点关注。复合材料构件全部采用壳单元进行离散，在单元属性中需要将材料方向调整为一致，铺层顺序及方向以该方向为零度铺层参考依次进行。如副反支杆采用碳纤维/环氧树脂复合材料(M55J/AG-80)铺设，铺设顺序为30?/?30?/0?/(30?/?30?/0?) 2 s/0?/?30?/30?，总厚度为1.8 mm，材料铺层参考方向详见图2。铝蜂窝可简化为三向正交各向异性材料，然而主反射面拓扑形状为抛物面，采用通用的坐标系法无法完成主反射面的属性定义，考虑到铝蜂窝铺层的走向，反射面面内方向可近似为各向同向，法向定义为第三向；创建材料坐标系，只要控制第三向为反射面曲面法向，单元材料属性依据材料坐标系进行定义。蜂窝层材料坐标系定义见图3所示。

为保证模型的求解精度，平均单元尺寸为8 mm，壳单元尽量全部采用四节点四边形单元，体单元尽量采用8节点六面体单元。最终天线子系统的有限元模型见图4，单元总数共365,991个，节点共614,992个。

计算天线子系统的模态特征需要一定的边界条件，为减少响应仿真过程的约束模态，在底部空间创建一节点，该节点作为激励输入源节点，通过创建MPC与天线支座连接部位进行耦合连接，折叠端创建激励坐标系，后续载荷及约束施加均参照此坐标系定义。

2.3. 模态分析及响应分析

天线子系统在固有频率下的振动可认为是无阻尼自由振动。因此，天线系统振动状态下的运动微分方程可表示为：

[]{}[]{}{}0

(1)

M u K u

+=

其中：[][]

M K分别天线子系统的质量矩阵和刚度矩阵；

,

潘自民 等

Figure 2. Material orientation and laminate of the rod schematic 图2. 支杆材料方向及铺层示意

,u

u 分别为天线子系统的加速度及位移向量。 假设天线系统做简谐振动，则有：

{}()sin u

t φωθ+ (2)

{}()2sin u t ωφωθ=?+ (3)

式中，{}φ为结构阵型，θ为初相位，ω为固有频率。

综合式(1)、式(2)、式(3)得

[]{}()[]{}(){}2sin sin 0M t K t ωφωθφωθ?+++= (4)

考虑到一般情况，可得特征方程：

潘自民 等

Figure 3. Material coordinate of the aluminum honeycomb sandwich schematic 图3. 铝蜂窝层材料坐标方向示意

Figure 4. Finite element model of the spaceborne antenna 图4. 星载天线有限元模型

[][](){}{}2

0K M ωφ?=

(5) 为使方程有非零解，需使矩阵行列式为零，即：

[][]20K M ω?=

(6) 式(6)为天线系统结构的频率方程。求解方程后可得到n 个特征值和相应的n 个特征向量，

n 为结构

的自由度个数。

通过查找相关文献可知，天线结构的动力响应极大部分与最低次响应，即与一阶谐振频率有关。因

潘自民 等

此准确地仿真计算出天线结构的固有频率具有重大的实际意义[7]。

根据以上相关理论知识，利用NX Nastran 软件求解天线子系统的有限元模型，得到天线子系统的模态阵型图，见图5、图6所示。由模态云图可知天线子系统的基频为49.7 Hz ，高于总体要求的35 Hz ，满足刚度要求，第二阶模态频率为52.1 Hz 。

Figure 5. First-order mode shapes of the spaceborne antenna 图5. 星载天线一阶模态阵型

Figure 6. Second-order mode shapes of the spaceborne antenna 图6. 星载天线二阶模态阵型

潘自民 等

连接圆波导及馈源撑桶与二维指向机构的为一关键复合材料支撑零件，通过频响分析可得该零件中的最大层片应力云图，见图7所示，由仿真分析结果可知该零件层片剪切强度在安全许可范围内，结构是安全的。

3. 试验验证

为验证依据仿真分析结果设计的天线子系统力学性能，考虑到交付周期的限制，故只制定了正弦扫描振动试验方案。

3.1. 振动试验条件及试验准备

考虑到天线子系统刚、强度，为安全起见，试验开始阶段特制定低量级特征振动试验条件，具体见表3。正式环境试验条件验证参照表4相应条件开展。

为使试验状态与实际星载安装状态一致，天线子系统需通过转接工装与振动台台面连接。现定义振动试验时的参考坐标系及振动方向，见图8所示。

为考核天线子系统某部位的响应，在相关位置附近粘贴传感器及应变片，由于传感器数量较多，选取若干感兴趣的予以说明，具体定义见表5，位置示意见图9和图10所示。

3.2. 试验结果分析

为研究天线子系统的振动特性，验证仿真分析结果，现选取Y 方向的振动响应曲线进行研究，具体见图11和图12。

Figure 7. Max ply shear stress field of a key part in the spaceborne antenna 图7. 星载天线某关键零件最大层片剪切应力云图

Table 3. Vibration test condition of low order feature 表3. 低量级特征振动试验条件

频率(Hz) X 、Y 、Z 向

扫描速率 5~100

0.2 g

4 oct/min

潘自民 等

Table 4. Sinusoidal vibration test condition 表4. 正弦振动试验条件

频率(Hz) X 向 Y 、Z 向 扫描速率

5~10 7.455 mm 7.455 mm 4 oct/min 10~60 3 g 3 g 60~65 3 g 过渡到4.8 g

65~75 3 g 4.8 g 75~80 3 g 过渡到3 g

80~100

3 g

3 g

Table 5. Numbering instructions of the sensors 表5. 传感器编号说明

传感器编号 通道 安装位置

型号/规格 备注 M11-Y 12 天线主反射面边缘(?Y 向) 7132A-0100 响应点 M12-Y 13 天线主反射面边缘(+Y 向)

7132A-0500 响应点 M14-Y 14 副反射面顶面 7132A-0500 响应点 M15-Y 15 馈源顶部 7132A-0100 响应点 M16

16

展开安装面

7132A-0100

响应点

Figure 8. Test photo 图8. 试验照片

由图11和图12两组Y 方向的加速度响应曲线可知，实际天线子系统结构的基频在46.5 Hz 附近，且天线主反射面边缘(+Y)处的加速度响应达到了104 g 左右，相对放大倍数在34.7倍，放大较大，由于在该峰值频率点持续时间较短，未对产品造成破坏；天线主反射面边缘传感器响应曲线第二个峰值位置

潘自民 等

Figure 9. Installation position of the sensors schematic 图9. 传感器安装位置示意

Figure 10. Paste gage schematic 图10. 应变片粘贴示意图

潘自民等

Figure 11.The response curve of low order feature test in the Y direction

图11.Y向低量级特征振动响应曲线

大概在52 Hz左右。环境试验需全方向考核，根据试验人员提供的测试数据，X、Z方向的正弦振动响应曲线每方向分两图进行示意，详见图13和图14。

由图13和图14可知，在Z方向天线主反射面边缘(+Y)的峰值加速度达到了38 g，峰值频点对应的频率也在46.5 Hz附近。通过与仿真分析结果对比可知，试验结果与仿真结果吻合较好。由表6可知，三个方向正弦振动过程中，铝合金副反上的应力响应较大，但均在材料强度允许范围内。全部试验完成后，

对关键零、部件进行无损检测，均检验合格。

潘自民等

Figure 12.The response curve of sine vibration test in the Y direction

图12.Y向正弦振动响应曲线

3.3. 误差分析

通过与仿真分析结果对比，基频误差在6.9%以内，能够满足工程需要，详见表7。

造成以上误差的原因，笔者认为主要有以下几个方面：

1) 仿真所选取的各零、部件材料力学性能参数与真实产品相应零、部件材料力学性能参数的差别；

2) 各零、部件之间连接刚度与真实状态的差别；

3) 整个天线子系统的阻尼系数会对系统基频造成一定的偏差；

4) 仿真模型中质量分布的近似与真实状态的差别；

潘自民等

Figure 13.The response curve of sine vibration test in the X direction

图13.X向正弦振动响应曲线

5) 有限元模型网格划分质量与求解精度的影响。

4. 结论

1) 对于一个复杂的装配体模型，采用合理的模型简化将非常必要而且有用，这不仅能大大降低模型

求解的规模，缩短求解以及后处理的时间，同时也能够容易地实现参数化建模。

2) 通过对比天线子系统的有限元模型仿真分析与正弦振动试验结果，可知两者具有很好的一致性，

均满足刚度、强度要求，仿真分析结果对天线子系统的结构设计及优化具有很强的指导作用。

3) 利用UG NX 8.5软件可以顺利完成诸如天线子系统类的复杂有限元模型的创建，在NX前处理中

潘自民 等

Figure 14. The response curve of sine vibration test in the Z direction 图14. Z 向正弦振动响应曲线

Table 6. System stress data of sine vibration test 表6. 正弦振动试验应力数据

测点编号 X 向(MPa) Y 向(MPa) Z 向(MPa) 应变花1 3.93 7.09 1.85 应变花2 3.12 23.90 12.39 应变花3 19.72 23.32 32.84 应变花4 4.52 7.74 5.79 应变花5 5.26 21.80 13.48 应变花6 35.79 31.72 27.84 应变花7

2.17

7.4

5.38

潘自民等

Table https://www.wendangku.net/doc/204160391.html,parison between simulation and test

表7.仿真与试验数据对比

一阶频率二阶频率重量

仿真结果49.7 Hz 52.2 40.1 kg

试验结果46.5 Hz 51.8 41.6 kg

误差 6.88% 1% 3.6%

可以充分利用几何特征(如点、线、面)创建材料坐标系，可以很方便的定义正交各向异性材料在不规则几何体上的应用。

4) 在相同的振动条件下，一般基频点处对应的响应曲线峰值最大。

参考文献(References)

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NASTRAN_动力分析指南

第一章动力学分析方法及NX NASTRAN基本使用介绍 1.1 有限元分析方法介绍 计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析、科学研究以至人类社会带来急剧的革命性变化，数值模拟即为这一技术革命在工程分析、设计和科学研究中的具体表现。数值模拟技术通过汲取当今计算数学、力学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同行业的需求，不断扩充、更新和完善。 近三十年来，计算机计算能力的飞速提高和数值计算技术的长足进步，诞生了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为一门专门的学科－计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）。这些商品化的CAE软件具有越来越人性化的操作界面和易用性，使得这一工具的使用者由学校或研究所的专业人员逐步扩展到企业的产品设计人员或分析人员，CAE在各个工业领域的应用也得到不断普及并逐步向纵深发展，CAE工程仿真在工业设计中的作用变得日益重要。许多行业中已经将CAE分析方法和计算要求设置在产品研发流程中，作为产品上市前必不可少的环节。CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显示出明显的优越性： ●CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期； ●虚拟样机的引入减少了实物样机的试验次数； ●大幅度地降低产品研发成本； ●在精确的分析结果指导下制造出高质量的产品； ●能够快速的对设计变更作出反应； ●能充分的和CAD模型相结合并对不同类型的问题进行分析； ●能够精确的预测出产品的性能； ●增加产品和工程的可靠性； ●采用优化设计，降低材料的消耗或成本； ●在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； ●模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； ●进行机械事故分析，查找事故原因； ●等等 当前流行的商业化CAE软件有很多种，国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批专用或通用有限元分析软件，除了Nastran以外，主要有德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABAQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。虽然软件种类繁多，但是万变不离其宗，其核心求解方法都是有限单元法，也简称为有限元法（Finite Element Method）。 1.1.1 有限单元法的基本思路 有限元法的基本思路可以归结为：将连续系统分割成有限个分区或单元，对每个单元提

模块化雷达天线座结构设计

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MSC_Nastran模块介绍_2012

MSC Nastran 模块功能介绍 1.MSC Nastran Basic 1003 （License文件中的授权特征名：NA_NASTRAN） MSC Nastran基本模块，功能包括线性静力分析、模态分析及屈曲分析。MSC Nastran 基本模块求解规模无节点限制，可对多种单元、材料、载荷工况进行评估，实现线性静力分析（包括屈曲分析）和模态分析（包含流固偶合即虚质量方法和水弹性方法）。线性静力分析，预测结构在静力条件下的线性响应（位移、应变、应力），即小变形和不考虑非线性因素的情况，包括屈曲分析（稳定性分析）。模态分析能了解结构的固有频率（振动模态）特征，帮助评估结构的动力特性。 2. MSC Nastran Dynamics 1025 （License文件中的授权特征名：NA_Dynamics） 结构动力学分析是MSC Nastran的主要强项之一，它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。MSC Nastran动力学分析功能包括: 正则模态，复特征值分析，频率及瞬态响应分析，随机响应分析，冲击谱分析等。 3. MSC Nastran Connectors 10002 （License文件中的授权特征名： NA_Connectots） MSC Nastran连接单元，可以模拟点焊，铆接，螺栓连接等。允许创建点-点，点-面，面-面连接。可以用焊接单元将任意的两个部件的网格连接在一起，并自动处理与任意类型单元之间的连接。 4. MSC Nastran ADAMS Integration 10233 （License文件中的授权特征名： NA_ADAMS_Integration） MSC Nastran 与ADAMS的接口，使用ADAMS进行柔性体分析时，需导入MSC Nastran计算所生成的模态中性文件，MSC Nastran ADAMS Integration可使MSC Nastran 计算生成ADAMS所需要的柔性体模态中性文件。 5. MSC Nastran DMAP 1024 （License文件中的授权特征名：NA_DMAP） 作为开放式体系结构，MSC Nastran的开发工具DMAP语言 (Direct Matrix Abstraction Program)有着40多年的应用历史。一个DMAP模块可由成千上万个FORTRAN子程序组成，并采用高效的方法来处理矩阵。实际上MSC Nastran是由一系列DMAP子程序顺序执行来完成求解任务的。用户可利用DMAP编写客户化的程序，形成自己的求解序列来操作数据库与数据流。 6. MSC Nastran Heat Transfer 1023 （License文件中的授权特征名：NA_Thermal） MSC Nastran热分析模块。热分析通常用来校验结构零件在热边界条件或热环境下的产品特性，利用MSC Nastran可以计算出结构内的热分布状况，并直观地看到结构内潜热、热点位置及分布。用户可通过改变发热元件的位置、提高散热手段、绝热处理或用其它方法优化产品的热性能。 7. MSC Nastran SMP 1030 （License文件中的授权特征名：NA_SMP） MSC Nastran共享内存并行计算，通过单机多CPU并行计算技术，用来实现大模型的求解，缩短计算时间，提高分析效率。

《机械系统动力学仿真分析软件》

| 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类： 软件/行业软件 发布者： Coolload 发布时间： 2005-12-18 20:22 最新更新时间： 2005-12-19 07:04 浏览次数： 14548 实用链接： 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表，安装eMule后，您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB

件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称：机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称：MSC.ADAMS.2005.R2 版本：R2 发行时间：2005年12月15日 制作发行：美国MSC公司 地区：美国 语言：英语 简介： [通过安全测试] 杀毒软件：Symantec AntiVirus 版本： 9.0.0.338 病毒库：2005-12-16 共享时间：10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器：Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有，如果你喜欢，请购买正版软件

天线设计毕业论文

第一章绪论 一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义 自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的 生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域， 光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统 具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为 城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送 方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技 术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（ WLAN ）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通 信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ，目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中，工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率；而802.11a 采用 5GHZ 频段，速率高达 54Mbps ，它比802.11b 快上五倍，并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均 需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线 家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

喇叭天线设计

1 课题背景 喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，其优点是结构简单，频带宽，功率容量大，调整与使用方便。合理地选择喇叭天线尺寸，可以获得很好的辐射特性、相当尖锐的主瓣、较小副瓣和较高的增益。因此，喇叭天线应用非常广泛，它是一种常见的天线增益测试用标准天线。 喇叭天线就其结构来讲可以看成由两大部分构成：一是波导管部分，横截面有矩形，也有圆形；二是真正的喇叭天线部分。 波导部分相当于线天线中的馈线，是供给喇叭天线信号和能量的部分。对工作于厘米波或毫米波段内的面天线，如采用线状馈线，将因馈线自身的辐射损耗太大不能把能量传送到面天线上，所以，必须采用自身屏蔽效果很好的波导管作馈线。普通喇叭天线结构原理图如1.1所示。 图1.1 普通喇叭天线结构原理图 HFSS全称为High Frequency Structure Simulator，是美国Ansoft公司（注：Ansoft公司于2008年被Ansys公司收购）开发的全波三维电磁仿真软件，也是世界上第一个商业化的三维结构电磁仿真软件。该软件采用有限元法，计算结果

精准可靠，是业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。 HFSS采用标准的Windows图形用户界面，简洁直观；拥有精确自适应的场解器和空前电性能分析能力的功能强大后处理器；能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场；自动化的设计流程，易学易用；稳定成熟的自适应网格剖分技术，结果准确。使用HFSS，用户只需要创建或导入设计模型，指定模型材料属性，正确分配模型的边界条件和激励，准确定义求解设置，软件便可以计算并输出用户需要的设计结果。 HFSS软件拥有强大的天线设计功能，可以提供全面的天线设计解决方案，是当今天线设计最为流行的软件。使用HFSS可以仿真分析和优化设计各类天线，能够精确计算天线的各种性能，包括二维、三维远场和近场辐射方向图、天线的方向性系数、S参数、增益、轴比、输入阻抗、电压驻波比、半功率波瓣宽度以及电流分布特性等。

系统动力学模型案例分析

系统动力学模型介绍 1.系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构和功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识和理解程度，其中也包含着大量的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息，并将它们有机地融合在一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2.建模原理与步骤

(1)建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际系统新的变化和新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有关数据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和做各种政策实验。 3.建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4.建模方法 因果关系图法 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线(直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性的因果链。

超宽带天线设计与研究详解

超宽带天线的研究与设计 中文摘要 近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。 关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真 I

Research and design of ultra-wideband antenna Abstract In recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications. Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation 目录 I

nastran模态讲解

1.1 为什么要计算固有频率和模态 1） 评估结构的动力学特性。如安装在结构上的旋转设备，为避免其过大的振动，必须 看转动部件的频率是否接近结构的任何一阶固有频率。 2） 评估载荷的可能放大因子。 3） 使用固有频率和正交模态，可以指导后续动态分析（如瞬态分析、响应谱分析、瞬 态分析中时间步长t ?的选取等） 4） 使用固有频率和正交模态，在结构瞬态分析时，可以用模态扩张法 5） 指导实验分析，如加速度传感器的布置位置。 6） 评估设计 1.2 模态分析理论 考虑 假设其解为 代入得到特征方程 或 其中，2 ωλ= 1） 对N 自由度系统，有N 个固有频率（j ω，j=1,2,…,N ）,特征频率，基本频率或共 振频率。 2） 与固有频率j ω对应的特征向量称为自然模态或模态形状，模态形状对应于结构扰度图 3） 当结构振动时，在任意时刻，结构的形状为它的模态的线性组合 例子：

1.3 自然模态与固有频率性质 （1）正交性 ω的单位 （2） j ω单位为rad/s, 也可以表示为Hz (cycles/seconds),二者换算关系为j （3）刚体模态 图为一未约束结构，有刚体模态

如果结构完全未约束，有刚体模态存在（应力-自由模态）或机构运动，至少有一固有频率为0。 （4）自然模态的倍数依然为自然模态 如： 代表相同的振动模态 （5）模态的标准化 1.4 模态能量 （1）应变-位移关系 （2）应力-应变关系 （3）静力-位移关系 （4）单元应变能 因此，对给定的模态位移

模态应变为 模态应力为 模态力为 模态应变能为 1.5 特征值解法 对于方程 MSC/NASTRAN提供三类解法 a)跟踪法（Tracking method） b)变换法（Tromsformation method） c)兰索士法（Lamczos method） 1.5.1 跟踪法 跟踪法解特征值问题，实质是迭代法。 对仅求几个特征值（或固有频率）的问题是一种方便方法。 MSC/NASTRAN中，提供两种迭代解法，即为逆幂法（INV）和移位逆幂法（SINV） 前者存在丢根现象；后者采用STRUM系列，避免丢根，改善收敛性。 逆幂法和移位逆幂法均用模型数据卡EIGR来定义，并用情况控制指令METHOD来选取。 1.5.2 变换法 特征方程变换为： λ = [φ φ { } A } ]{ 式中矩阵[A]是用Givens法或Householder法变换得到的三角矩阵，一次求解可得全部特征值。

有限元分析软件MSC.NASTRAN

MSC.NASTRAN 目录 1 简介 2 MSC.Nastran的开发历史 3 MSC.NASTRAN的优势 3.1 极高的软件可靠性 3.2 优秀的软件品质 3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能 3.5 高度灵活的开放式结构 3.6 无限的解题能力 4 NASTRAN动力学分析功能 4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析 4.3 复特征值分析 4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析 4.6 响应谱分析 4.7 频率响应分析 4.8 声学分析 5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析 5.3 材料非线性分析 5.4 非线性边界(接触问题) 5.5 非线性瞬态分析 5.6 非线性单元 6 NASTRAN的热传导分析 6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析 6.5 热控分析 6.6 空气动力弹性及颤振分析 6.7 流-固耦合分析 6.8 多级超单元分析 6.9 高级对称分析 7 设计灵敏度及优化分析 7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析 7.3 设计优化分析 7.4 拓扑优化分析 8 复合材料分析 9 P-单元及H、P、H-P自适应

10 NASTRAN的高级求解方法 11 NASTRAN的单元库 12 用户化开发工具DMAP语言 1 简介 2 MSC.Nastran的开发历史 3 MSC.NASTRAN的优势 3.1 极高的软件可靠性 3.2 优秀的软件品质 3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能 3.5 高度灵活的开放式结构 3.6 无限的解题能力 4 NASTRAN动力学分析功能 4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析 4.3 复特征值分析 4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析 4.6 响应谱分析 4.7 频率响应分析 4.8 声学分析 5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析 5.3 材料非线性分析 5.4 非线性边界(接触问题) 5.5 非线性瞬态分析 5.6 非线性单元 6 NASTRAN的热传导分析 6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析 6.5 热控分析 6.6 空气动力弹性及颤振分析 6.7 流-固耦合分析 6.8 多级超单元分析 6.9 高级对称分析 7 设计灵敏度及优化分析 7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析 7.3 设计优化分析 7.4 拓扑优化分析 8 复合材料分析

天线设计毕业论文,DOC

欢迎阅读第一章绪论 一、绪论 1.1课题的研究背景及意义 自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输 辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

因此，一副实用且性能良好的天线既要满足系统易于集成化的要求，同时也要满足各个系统的兼容性、可靠性要求，即为对天线小型化、宽频带、多频带的设计要求，因此本文主要对现代无线通信系统的多频带、宽带、超宽带天线进行研究和设计。 1.2微带天线的发展概述 早在1953年G. A. DcDhamps教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线[1]。随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线 80 年代中， 1.3 1.4 第三章多频带天线设计 3.1天线多频化实现技术 3.2基于分形结构的多频微带天线设计 3.1.1 三、微带天线的小型化技术 天线作为无线收发系统的一部分，其性能的优劣对整个系统的性能有着重要的影响。微带天线带宽相对较窄，通常低于3%，而无线通信技术的发展，特别是高速数据传输系统以及军用宽带无线系统的发展，要求天线具有更高的带宽。同时在随着电路集成度的提高，系统对天线的体积有着

系统动力学模型案例分析

系统动力学模型介绍 1、系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模与模拟就是从系统的结构与功能两方面同时进行的。系统的结构就是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能就是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构与功能,分别表征了系统的组织与系统的行为,它们就是相对独立的,又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素,才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度,而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系与相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息,可以通过收集,分析系统的历史数据资料来获得,就是属定量方面的信息,而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识与理解程度,其中也包含着大量的实际工作经验,就是属定性方面的信息。因此,系统动力学对系统的结构与功能同时模拟的方法,实质上就就是充分利用了实际系统定性与定量两方面的信息,并将它们有机地融合在一起,合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2、建模原理与步骤 (1)建模原理

用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就就是系统动力学的系统观与方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性与相似性。系统内部的反馈结构与机制决定了系统的行为特性,任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就就是针对实际应用情况,从变化与发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模与模拟的一个最主要的特点,就就是实现结构与功能的双模拟,因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样,系统动力学模型也只就是实际系统某些本质特征的简化与代表,而不就是原原本本地翻译或复制。因此,在构造系统动力学模型的过程中,必须注意把握大局,抓主要矛盾,合理地定义系统变量与确定系统边界。系统动力学模型的一致性与有效性的检验,有一整套定性、定量的方法,如结构与参数的灵敏度分析,极端条件下的模拟试验与统计方法检验等等,但评价一个模型优劣程度的最终标准就是客观实践,而实践的检验就是长期的,不就是一二次就可以完成的。因此,一个即使就是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善,以适应实际系统新的变化与新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程就是一个认识问题与解决问题的过程,根据人们对客观事物认识的规律,这就是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程,因此它必须就是一个由粗到细,由表及里,多次循环,不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验与模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序,但按照构模过程中的具体情况,它们又都就是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务就是明确系统问题,广泛收集解决系统问题的有关数据、资料与信息,然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量与信息反馈机制。 第三步模型建立就是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验就是借助于计算机对模型进行模拟试验与调试,经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用就是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究与做各种政策实验。 3、建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4、建模方法 因果关系图法 在因果关系图中,各变量彼此之间的因果关系就是用因果链来连接的。因果链就是一个带箭头的实线(直线或弧线),箭头方向表示因果关系的作用方向,箭头旁标有“+”或“-”号,分别表示两种极性的因果链。 a.正向因果链A→+B:表示原因A的变化(增或减)引起结果B在同一方向上发生变化(增或减)。

汽车天线设计指南

AAAA公司 汽车天线设计指南 工程部编制 2003年2月16日

前言 为便于公司产品设计人员设计、开发汽车天线时，在材料选择、连接方法、产品结构、配合公差和功能/性能方面，借鉴公司同类产品的经验，降低成本、减少失误，提高新产品的开发速度和质量，编制本设计指南，供公司设计人员设计、开发新产品时参考。 编者：

一、汽车天线的类型： 根据汽车天线的按装位置和结构分为： 1. 前窗隐藏式天线：这类天线按装在前窗的左侧上方，天线座按前窗的倾斜角度设置天线杆的倾斜角度，天线杆可全部缩进线座上的天线杆护管内。天线杆大多数是φ 2.5-3mm的不锈钢丝，也有部分是二节拉杆式的。 这类天线设计开发时，除考虑性能/功能、连接方法符合常规汽车天线的技术要求外：（见常规汽车天线的技术要求）a．必须根据顾客车身天线按装孔的中心距、偏移角度和天线的倾斜角度及车壳弧度，设计天线座的按装孔中心距、偏移角度、天线的倾斜角度和天线座底面弧度。保证天 线的可装配性。 b．根据整车厂的装配要求，线座垫片和线座的装配连接方法，必须设计为卡口装配，避免垫片和线座分离影响装 配速度。 c．选用合格的线座注塑材料，避免天线座开裂和老化（常用PP/PA）。 d．根据顾客的要求，选择合适的同轴电缆线，使天线的阻抗很好地与收音机的输出阻抗匹配。 2．前窗拉杆式天线： 这类天线按装在汽车前窗左侧下方，基本上都是拉杆式的，天线座与车身的接触面积很小，用自攻螺钉按装不需考虑

线座的底面弧度，只需考虑支架的中心高符合天线按装要求。 这类天线设计时除选择好外壳和支架的材料外，其它只要能满足常规汽车天线的技术要求。 3．前后侧板式隐藏天线： 这类天线按装在汽车上的前后侧板上，按装时只要拧紧线座上的螺母和支架上的螺钉。 这类天线设计时除需考虑满足常规汽车天线的技术要求外： a．必须考虑饰配件和基座与车身接触部位的弧面和车身弧面吻合。 b．必须考虑天线杆缩进护管内的终点位置，确保天线缩进天线护管后，天线帽堵住线座正极管口。 4．车顶天线： 这类天线一般都是轿车天线，按装在汽车顶棚的前侧/后侧。按装方法都是用固定在天线基座/斜座上的螺栓插进车壳孔内用螺母固定。定位方法有两种，一种是基座螺栓根部□14.7mm的方身定位，另一种是基座上除螺栓外，还在一定的距离内设置了一柱子和车身上的两个孔对应来固定天线的方向。 这类天线设计时除考虑满足常规汽车天线的技术要求外：a．按顾客车身按装孔的形状，设计基座螺栓的结构或螺栓与定位柱之间的距离。

倒F天线设计

引言 蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是1Om之内)的无线电技术，能在设备之间进行无线信息交换，其工作频段是～GHz的全球通信自由频段，目前已广泛应用在移动通信设备中。天线是蓝牙无线系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。由于目前技术尚无法将天线整合至半导体芯片中，故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外，天线是另一个影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。本文给出了一款倒F型天线的设计，该天线尺寸小，设计简约，制造成本低，工作效率高，适用于蓝牙系统应用。 1天线设计 倒F型天线是上世纪末发展起来的一种天线，具有结构简单、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等独特优点，因此，近几年来，倒F型天线得到了广泛的应用研究和发展。 倒F天线是在倒L天线abc的垂直元末端加上一个倒L结构edb构成。它使用附加的edb结构来调整天线和馈电同轴线的匹配。该天线具有低轮廓结构，辐射场具有水平和垂直两种极化，另外由于结构紧凑而且具有等方向辐射特性，同时其良好的接地设计可以有效提高天线的工作效率。图1所示是典型的倒F型天线结构图，该天线可以看作是e端短路，a端开路的谐振器，所以，a 端电压最大，电流为零，e端电压为零，电流最大。由于倒F天线的结构中包含了接地的金属面，可以降低对射频模块中接地金属面的敏感度，因此非常适合用于片上系统。另外，由于倒F天线只需利用金属导体配合适当的馈线来调整天线短路端到接地面的位置，因而制作成本较低，可以直接与PCB电路板焊接在一起。图2所示为倒F型天线在电路板上的布置图。 倒F型天线在电路板上的xx 2测量基本原理 图3所示是一个网络分析仪的原理框图。在对倒F天线进行测量时，先由仪器发出扫频信号，并将该信号通过输出口送到被测设备，当信号通过设备后，再送回网络分析仪。

nastran 操作实例

“机械工程有限元分析基础”本科生课程有限元分析软件MSC.NASTRAN2005r2ed 操作指南 南京航空航天大学 机电学院 设计工程系陈剑张保强郭勤涛 2007年11月

有限元结构静力与动态分析详细步骤南京航空航天大学机电学院设计工程系陈剑张保强郭勤涛 一、分析目的 有限元分析(FEA)是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真 实情况的数值近似。通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境 的无限个未知量。借助有限元分析软件进行结构静力与结构动力分析可以 节省大量的时间。通过本分析可以熟悉有限元软件patran与nastran的使 用。 二、分析内容 1、使用nastran进行一个悬臂梁的静力分析和动力分析 2、使用nastran进行直齿圆柱齿轮的静力分析 三、使用软件简单介绍 MSC.Patran作为一个优秀的前后之处理器，具有高度的集成能力和良好的适用性：自动有限元建模: MSC.Patran的新产品中不断增加了很多更灵活更方便的智能化工具, 同时提供了自动网格及工业界最先进的映射网格划分功能, 使用户快速完成他们想做的工作。同时也提供手动和其它有限元建模方法，一满足不同的需求。 分析的集成：MSC.Patran提供了众多的软件接口，将世界上大部分著名的不同类型分析软件和技术集于一体，为用户提供一个公共的环境。这样可以使用户不必担心不同软件之间的兼容问题，在其它软件中建立的模型，在MSC.Patran 中仍然可以正常使用，非常灵活。用户也能够根据多种类型的仿真结果对产品的整体设计给出正确的判断, 进行相应的改进，这就大大的提高了工作效率。 用户可自主开发新的功能：用户可将MSC.Patran作为自己的前后置处理器, 并利用其强大的PCL（Patran Command Language ）语言和编程函数库把自行开发的应用程序和功能及针对特殊要求开发的内容直接嵌入MSC.Patran的框架系统, 或单独使用或与其它系统联合使用。这样，MSC.Patran又成为用户二次开发的一个良好平台，可以为用户提供更强大和更专业的功能。 分析结果的可视化处理：MSC.Patran丰富的结果后处理功能可使用户直观的显示所有的分析结果,从而找出问题之所在，快速修改，为产品的开发赢得时

nastran -经验

MSC技术技巧：MSC Nastran大规模模型计算文档设置: 在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等。OMSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC Nastran大规模模型计算文档设置一、简述在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等，可能会涉及到10万量级的单元规模使得整体的计算自由度规模达到几十万甚至上百万，尤其是涉及到时发布者：MSC软件阅读:32马上阅读 k收起lMSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC软件发布于2015年6月11日14:09 一、简述 在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等，可能会涉及到10万量级的单元规模使得整体的计算自由度规模达到几十万甚至上百万，尤其是涉及到时域或者频域的动力学分析时，其所输出的计算结果以及计算过程中所需的临时数据库文件的容量都需要比较大的数据存储容量，否则会导致数据溢出，计算非正常终止。 二、问题描述以及解决方法 1)BUFFSIZE 当Nastran输出的二进制计算结果文件为xdb格式时，通常需要设定BUFFSIZE的大小，BUFFSIZE是磁盘在存储数据时每一个缓冲区使用的字节的数量，其默认的大小为8192，在进行大规模数据输出时，其设置规模不够，不能将结果完全输出，其f06文件中相关错误提示内容为： *** SYSTEM FATAL MESSAGE 6062 (DBC) *** DIOMSG ERROR MESSAGE 6 FROM SUBROUTINE WRTLST OVERFLOW OF DICTIONARY PRIMARY INDEX FOR DATA BASE UNIT 1. 解决方法(一) 在输入文件(BDF文件)的FMS中添加： Nastran Buffsize = 32769 用以增大XDB文件的容量 解决方法(二) 在输入文件(BDF文件)的FMS中添加： ASSIGN DBC='XXX.xdb',RECL=32769 用以增大XDB文件的容量 2)Scratch DBset 容量不够用，数据溢出 通常对大规模模型进行分析计算时会遇到如下的错误提示： *** USER FATAL MESSAGE 1221(GALLOC) THE PARTITION OF THE SCRATCH DBSET USED FOR DMAP-SCRATCH DATABLOCKS IS FULL. USER INFORMATION: THE DMAP SCRATCH PARTITION WILL NOT SPILL INTO THE 300-SCRATCH PARTITION. USER ACTION: 1. SET NASTRAN SYSTEM(151)=1, OR 2. INCREASE THE NUMBER OF MEMBERS, AND/OR THEIR MAXIMUM SIZE, FOR THE SCRATCH DBSET ON-THE "INIT" STATEMENT. 该错误是由于计算时的临时数据库文件SCRATCH DBset容量不能满足计算要求，导致数据溢出，需要扩展该数据库规模满足计算的需求。 解决方法： 在输入文件(BDF文件)的文件管理段(file management section,FMS)中添加 INIT SCRATCH LOGICAL=(SCRATCH(100GB))