天線結構及工藝的設計分析

農瓊

摘要：目前，天線的材料中含有金屬以及非金屬材料，天線的結構及工藝設計直接決定了天線的性能。天線的結構和工藝需要根據天線的性能進行設計，天線結構和工藝設計是天線質量的重要保障。本文從結構和工作原理開始，詳細介紹了結構設計和工藝制造的關鍵點，以期為提高天線性能和可靠性提供理論依據。

關鍵詞：天線結構;工藝;設計;分析

引言：天線在工作的過程中，環境非常的而略，必須具備耐腐蝕、強熱輻射、強紫外線老化和極端天氣，如雨、風暴、冰雹、灰塵、極冷、極熱、地震等。腐蝕會逐漸降低天線的機械性能，削弱天線的品質因數，使天線的結構穩定及安全性降低，最終減少了天線的使用時間。天線產一般會是在高空中進行安裝，在建設和維護過程中，對天線進行更換難度比較高，而且花費的成本非常大。因此，必須確保天線的質量能夠在惡劣環境中進行運行，以滿足通信網絡對天線的功能要求，天線的可靠性是天線設計中必須滿足的第一個因素，結構和工藝設計必須遵循天線的高可靠性要求。

一、天線的構成及工作原理

1.平面波導天線的結構以及運行原理

平面波導陣列天線主要是由子陣和源模塊組成的網絡，形成平面波導陣列天線。平面波導天線想要進行高效率，必須確保子陣的完整性以及一致性，因此在制造和工藝設計過程中應注意子陣的精密加工。

2.反射面天線結構及工作原理

在不同的天線種類中，反射面天線具備設計簡單、投入成本少的優勢，應用的范圍比較廣。反射面天線的材料中也是包含由金屬和非金屬材料，具體是由骨架、框架、支撐板和反射器組成的，通過反射面的截面獲取數據，使用焦點條帶公式對反射面上的位置坐標值進行精準的計算。

二、天線結構及工藝的設計分析

1.結構強度設計

天線對結構強度的要求非常高，需要承受如風載荷、冰雹、振動和靜載荷等在天線上市施加的強度，同時天線的結構強度也是天線進行結構設計的基礎。現階段，可以通過不同的機械仿真軟件來進行結構分析和設計，通過對結構的靜力、振動、風荷載等進行仿真模擬，能夠精確的分析天線安裝支架需要的結構強度、天線的強度、天線的系數、風荷載情況等，準確識別強度弱點和變形程度，有利于工程師對設計進行改善。從天線的使用層面看，天線的結構強度設計需要略高于安全系數，留有足夠的強度余量。

2.工藝設計

工藝設計有兩個方面。首先，工藝設計是指零件的結構工藝設計，在設計結構時必須考慮。結構工藝的質量對零件的加工性和質量起到了非常重要的影響，直接決定了產品的整體質量。例如，在天線的輻射振子的壓鑄成型過程中，如果鑄造工藝沒有達到結構設計的標準，會極大的增加壓鑄過程中的質量的困難，并容易發生鑄造問題，不僅不能滿足預期的質量要求，而且也不利于輻射振動器的正常運行。其次工藝設計是在產品的生產、加工中就是用的技術設計，為確保產品的質量能夠滿足設計要求而設計的加工流程，例如，在表面處理工藝中，金屬零件的高耐腐蝕性取決于涂層的設計要求和涂層的質量，如果涂層工藝設計存在不足，并且在生產的過程或參數中出現錯誤，會嚴重影響鍍層的質量，即使在涂層設計需要高耐腐蝕性且最終產品無法滿足高耐腐蝕性要求時，也能生產高質量的涂層。又如，在焊接的工藝設計中，如果天線焊點非常多，通過使用人工的焊接方法，對焊點的質量難以進行控制。在自動化焊接的過程中，能夠對焊接工藝進行設計，使焊點能夠保持一致性，天線的性能會更加的穩定和可靠，由此可以看出，工藝設計在天線機構設計中是非常關鍵的環節。

3.反射面天線結構與工藝設計

如果反射面天線的骨架數量多，而必須要考慮骨架的質量以及承載情況，一般情況下，會使用鋁合金材料。在進行焊接之前，需要在骨架的連接位置進行桁架焊接，焊接前需要提前預留出收縮量，依據設計圖紙，進行操作，焊接處盡量保持平整，不留焊痕。同時，在焊接過程中，冷卻和加熱過程的速度要均勻，盡量避免焊接引起的變形，最重要的是焊接后進行質量檢查。天線的最終組裝是組裝骨架、筋條的過程。其中，焊接工序應在骨架焊接前在測量臺上準確定位各部分的空間位置后進行，為了避免骨架焊接出現變形的情況，在骨架焊接完成后，需要在三坐標測量系統的監控下安裝加強筋。對加強筋進行固定時，應首先根據設計要求放置鉚裝加強筋，然后焊接蒙皮，最后焊接反射面。同時，需要進行天線精度測試以滿足使用標準，電子經緯儀通常用于精度測試，測試環節包括：支撐板焊接精度、鉚接精度和反射面精度三個方面，根據預設的設計標準和測試結果及時反饋調整。

結語

現階段，我國常用的天線類型有反射面天線和平面波導天線。反射面天線具有曲面形式孔徑比較大、輻射的空間大、設計非常方便、投入的成本低、使用范圍比較大等優勢。而平面波導天線的性能比較穩定，運行效率高，但存在制造工藝比較繁瑣、投入成本高的劣勢。天線結構與設計過程與天線的性能之間是相輔相成的，良好的結構設計與性能是天線高效、可靠運行的基礎，為此，應對天線的結構和工藝設計進行有效的分析，主要是為了提升天線結構以及工藝設計水平，讓天線具備更好的性能，進行穩定運行。

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