天线结构及工艺的设计分析

农琼

摘要：目前，天线的材料中含有金属以及非金属材料，天线的结构及工艺设计直接决定了天线的性能。天线的结构和工艺需要根据天线的性能进行设计，天线结构和工艺设计是天线质量的重要保障。本文从结构和工作原理开始，详细介绍了结构设计和工艺制造的关键点，以期为提高天线性能和可靠性提供理论依据。

关键词：天线结构;工艺;设计;分析

引言：天线在工作的过程中，环境非常的而略，必须具备耐腐蚀、强热辐射、强紫外线老化和极端天气，如雨、风暴、冰雹、灰尘、极冷、极热、地震等。腐蚀会逐渐降低天线的机械性能，削弱天线的品质因数，使天线的结构稳定及安全性降低，最终减少了天线的使用时间。天线产一般会是在高空中进行安装，在建设和维护过程中，对天线进行更换难度比较高，而且花费的成本非常大。因此，必须确保天线的质量能够在恶劣环境中进行运行，以满足通信网络对天线的功能要求，天线的可靠性是天线设计中必须满足的第一个因素，结构和工艺设计必须遵循天线的高可靠性要求。

一、天线的构成及工作原理

1.平面波导天线的结构以及运行原理

平面波导阵列天线主要是由子阵和源模块组成的网络，形成平面波导阵列天线。平面波导天线想要进行高效率，必须确保子阵的完整性以及一致性，因此在制造和工艺设计过程中应注意子阵的精密加工。

2.反射面天线结构及工作原理

在不同的天线种类中，反射面天线具备设计简单、投入成本少的优势，应用的范围比较广。反射面天线的材料中也是包含由金属和非金属材料，具体是由骨架、框架、支撑板和反射器组成的，通过反射面的截面获取数据，使用焦点条带公式对反射面上的位置坐标值进行精准的计算。

二、天线结构及工艺的设计分析

1.结构强度设计

天线对结构强度的要求非常高，需要承受如风载荷、冰雹、振动和静载荷等在天线上市施加的强度，同时天线的结构强度也是天线进行结构设计的基础。现阶段，可以通过不同的机械仿真软件来进行结构分析和设计，通过对结构的静力、振动、风荷载等进行仿真模拟，能够精确的分析天线安装支架需要的结构强度、天线的强度、天线的系数、风荷载情况等，准确识别强度弱点和变形程度，有利于工程师对设计进行改善。从天线的使用层面看，天线的结构强度设计需要略高于安全系数，留有足够的强度余量。

2.工艺设计

工艺设计有两个方面。首先，工艺设计是指零件的结构工艺设计，在设计结构时必须考虑。结构工艺的质量对零件的加工性和质量起到了非常重要的影响，直接决定了产品的整体质量。例如，在天线的辐射振子的压铸成型过程中，如果铸造工艺没有达到结构设计的标准，会极大的增加压铸过程中的质量的困难，并容易发生铸造问题，不仅不能满足预期的质量要求，而且也不利于辐射振动器的正常运行。其次工艺设计是在产品的生产、加工中就是用的技术设计，为确保产品的质量能够满足设计要求而设计的加工流程，例如，在表面处理工艺中，金属零件的高耐腐蚀性取决于涂层的设计要求和涂层的质量，如果涂层工艺设计存在不足，并且在生产的过程或参数中出现错误，会严重影響镀层的质量，即使在涂层设计需要高耐腐蚀性且最终产品无法满足高耐腐蚀性要求时，也能生产高质量的涂层。又如，在焊接的工艺设计中，如果天线焊点非常多，通过使用人工的焊接方法，对焊点的质量难以进行控制。在自动化焊接的过程中，能够对焊接工艺进行设计，使焊点能够保持一致性，天线的性能会更加的稳定和可靠，由此可以看出，工艺设计在天线机构设计中是非常关键的环节。

3.反射面天线结构与工艺设计

如果反射面天线的骨架数量多，而必须要考虑骨架的质量以及承载情况，一般情况下，会使用铝合金材料。在进行焊接之前，需要在骨架的连接位置进行桁架焊接，焊接前需要提前预留出收缩量，依据设计图纸，进行操作，焊接处尽量保持平整，不留焊痕。同时，在焊接过程中，冷却和加热过程的速度要均匀，尽量避免焊接引起的变形，最重要的是焊接后进行质量检查。天线的最终组装是组装骨架、筋条的过程。其中，焊接工序应在骨架焊接前在测量台上准确定位各部分的空间位置后进行，为了避免骨架焊接出现变形的情况，在骨架焊接完成后，需要在三坐标测量系统的监控下安装加强筋。对加强筋进行固定时，应首先根据设计要求放置铆装加强筋，然后焊接蒙皮，最后焊接反射面。同时，需要进行天线精度测试以满足使用标准，电子经纬仪通常用于精度测试，测试环节包括：支撑板焊接精度、铆接精度和反射面精度三个方面，根据预设的设计标准和测试结果及时反馈调整。

结语

现阶段，我国常用的天线类型有反射面天线和平面波导天线。反射面天线具有曲面形式孔径比较大、辐射的空间大、设计非常方便、投入的成本低、使用范围比较大等优势。而平面波导天线的性能比较稳定，运行效率高，但存在制造工艺比较繁琐、投入成本高的劣势。天线结构与设计过程与天线的性能之间是相辅相成的，良好的结构设计与性能是天线高效、可靠运行的基础，为此，应对天线的结构和工艺设计进行有效的分析，主要是为了提升天线结构以及工艺设计水平，让天线具备更好的性能，进行稳定运行。

参考文献：

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