CN116628896A - 抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质，属于信息处理技术领域，包括：设定预设支撑肋数，以基于预设支撑肋数，构建星载抛物面天线的三维模型；对三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；获取有限元模型中所有网格节点的坐标信息；基于坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；基于新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值，以确定星载抛物面天线型面的精度。本发明通过拟合构建在预设支撑肋数条件下的天线抛物面，进而获取星载抛物面天线的精度评估值，可实现有效评估星载抛物面天线的性能指标，为判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况提供数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
星载天线是卫星接收与发射信号的重要装置，是卫星中不可替代的一部分。
星载天线通常采用抛物面天线的形式，星载抛物面天线型面的精度是衡量、评价天线性能的重要指标。而星载抛物面天线型面的精度与星载抛物面天线的支撑肋数直接相关，支撑肋数越多，其型面的精度越高。然而受限于成本和重量，要尽可能减少支撑肋数以保证星载抛物面天线的轻量化。
然而现有技术尚未记载如何基于支撑肋数计算出星载抛物面天线型面的精度。
因此，如何基于支撑肋数计算出星载抛物面天线型面的精度已经成为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质，用以解决现有技术中对基于支撑肋数计算出星载抛物面天线型面的精度的技术需求。
第一方面，本发明提供一种抛物面天线型面的精度确定方法，包括：S1，设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；S2，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；S3，获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；S4，基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；S5，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，在基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：S61，若确定所述精度评估值高于预设精度评估值区间的最大值，则增加所述星载抛物面天线的支撑肋数；S62，获取支撑肋数为增加后的支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值；迭代执行步骤S61至S62，直至确定所述支撑肋数为第一支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值处于所述预设精度评估值区间，则输出所述星载抛物面天线的最优支撑肋数为所述第一支撑肋数。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，在基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：S71，若确定所述精度评估值低于预设精度评估值区间的最小值，则减少所述星载抛物面天线的支撑肋数；S72，获取支撑肋数为减少后的支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值；迭代执行步骤S71至S72，直至确定所述支撑肋数为第二支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值处于所述预设精度评估值区间，则输出所述星载抛物面天线的最优支撑肋数为所述第二支撑肋数。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度，包括：获取所述待设计的星载抛物面天线的标准天线抛物面；获取所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的焦距值偏差，以及所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的均方根值和最大偏差值；基于所述焦距值偏差、所述均方根值和所述最大偏差值，确定所述精度评估值的取值。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的均方根值，是基于以下公式计算得到的：
；
；
其中，为所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间任一组相关统计点在波束方向上的最大偏差；/>为波长；/>为波束方向上的入射角；n为所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间进行比较的相关统计点组数；/>为均方根值。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型，包括：将所述三维模型导入至有限元模型生成软件；使用壳单元建立所述三维模型对应的有限元网格；设置所述有限元模型生成软件的模型参数，完成对所述有限元网格的渲染，生成所述有限元模型。
根据本发明提供的一种抛物面天线型面的精度确定方法，所述设置所述有限元模型生成软件的模型参数，包括：设置各子网格尺寸、设置所述有限元网格的总节点数量、定义所述天线抛物面各子网格的材料属性以及设置各子网格的单元属性；所述设置各子网格的单元属性，包括调用各子网格的所述材料属性、设置各子网格的网格类型以及设置各子网格的厚度。
第二方面，本发明还提供一种抛物面天线型面的精度确定装置，包括：参数设置单元，用于设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；模型构建单元，用于对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；坐标获取单元，用于获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；坐标拟合单元，用于基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；精度运算单元，用于基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质，通过拟合构建在预设支撑肋数条件下的天线抛物面，进而获取星载抛物面天线的精度评估值，可实现有效评估星载抛物面天线的性能指标，为判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况提供数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法的流程示意图；
图2是本发明提供的星载抛物面天线的三维模型的结构示意图；
图3是本发明提供的有限元模型的结构示意图；
图4是本发明提供的拟合构建后的天线抛物面的结构示意图；
图5是本发明提供的抛物面与曲面之间的误差的结构示意图；
图6是本发明提供的新的天线抛物面与标准天线抛物面的结构示意图；
图7是本发明提供的抛物面天线型面的精度确定装置的结构示意图；
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
下面结合图1-图8描述本发明实施例所提供的抛物面天线型面的精度确定方法、装置、电子设备及介质。
图1是本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
步骤S1：设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于预设支撑肋数，构建星载抛物面天线的三维模型。
具体地，可以预先设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数作为预设支撑肋数，例如可以设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为50条。
进一步地，基于预设支撑肋数，构建星载抛物面天线的三维模型，三维模型是对星载抛物面天线的形状和尺寸的描述。例如，可以通过三维建模软件SolidWorks构建三维模型。其中，SolidWorks软件能够提供直观清晰的用户界面，提高用户的绘图效率。
可选地，图2是本发明提供的星载抛物面天线的三维模型的结构示意图，如图2所示，通过建立星载抛物面天线的支撑肋，使得抛物面与支撑肋的连接能够反映真实结构的状态，进而使得抛物面的形状与真实结构的状态保持一致。
需要说明的是，构建星载抛物面天线的三维模型时，应根据星载抛物面天线的具体特征对形状和大小进行必要的简化、变化和处理，以适应后续有限元分析。
步骤S2：对三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型。
具体地，构建有限元模型的过程称为有限元建模，而有限元网格划分则是构建有限元模型的中心工作，有限元模型的合理性很大程度上由网格形式决定。
因此，对三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分需要设定合理的网格尺寸，网格尺寸越小，生成的节点数量越多，则有限元模型的精度越高，但是生成的节点数量越多，构建有限元模型所需要的计算时长也将相对应的大幅延长。
例如，可以通过将三维模型输入至有限元软件ABAQUS，以构建有限元模型。
可选地，图3是本发明提供的有限元模型的结构示意图，如图3所示，通过对三维模型中的天线抛物面进行网格划分，获得多个网格节点，从而构建出有限元模型。
步骤S3：获取有限元模型中所有网格节点的坐标信息。
具体地，当完成构建有限元模型后，可以将有限元模型中的所有节点坐标通过MSC/PATRAN软件导出，从而获取到有限元模型中所有网格节点的坐标信息。其中，MSC/PATRAN软件能够作为有限元前、后处理器，是一个开放式、多功能的三维MCAE软件包。
需要说明的是，通过MSC/PATRAN软件导出的所有网格节点的坐标信息为rpt格式文档，可以进一步转化成txt格式文档，以便于后续的数据处理过程。
步骤S4：基于坐标信息，拟合构建新的天线抛物面。
具体地，当获取到有限元模型中所有网格节点的坐标信息后，便可基于该坐标信息构建新的天线抛物面。
例如，可以通过将上述步骤S3中获取到的包含有所有网格节点的坐标信息的txt文档输入至工业测量软件Spatial Analyzer中，从而拟合构建出新的天线抛物面。其中，Spatial Analyzer软件是一个功能强大、可朔源的多用途测量软件包，能够进行大量数据的分析计算。
可选地，图4是本发明提供的拟合构建后的天线抛物面的结构示意图，如图4所示，通过将包含有所有网格节点的坐标信息的txt文档输入至工业测量软件Spatial Analyzer中拟合构建出新的天线抛物面。
步骤S5：基于新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值，以根据精度评估值确定星载抛物面天线型面的精度。
具体地，当获取到拟合构建出来的新的天线抛物面后，便可根据该天线抛物面计算出支撑肋数为预设支撑肋数下时，星载抛物面天线的精度评估值。
需要说明的是，抛物面是由一系列离散的点形成的小平面来逼近曲面，所以与曲面会存在一定的误差。
图5是本发明提供的抛物面与曲面之间的误差的结构示意图，如图5所示，拟合构建后的新的天线抛物面中的实际反射面会与理论设计上的设计抛物面（即标准天线抛物面）存在一定偏差。
因此，本发明通过对抛物面进行离散化处理，并进一步通过有限元方法进行网格划分采样，得到所有网格节点的坐标信息，并基于坐标信息拟合构建出新的天线抛物面，最终计算出新的天线抛物面的偏差。其中，该偏差反映着星载抛物面天线的精度评估值，例如最终的偏差越小，则表示星载抛物面天线的精度评估值越小，该星载抛物面天线的精度越好。
进一步地，上述偏差可以通过计算每处网格节点的偏差，并基于所有网格节点的偏差计算出均方根值而得到，并用该均方根值作为星载抛物面天线型面的精度。
需要说明的是，均方根值越大，精度评估值越高，该星载抛物面天线型面的精度越低；均方根值越小，精度评估值越低，该星载抛物面天线型面的精度越高。因此，当获取到预设支撑肋数条件下的星载抛物面天线的精度评估值后，便可通过该精度评估值有效评估星载抛物面天线的性能指标，并为后续判断星载抛物面天线在实际工作轨道上运行时的工作情况提供数据支持。
例如，当星载抛物面天线的精度评估值过高，不符合实际使用性能指标时，便可明确得知该情况下的预设支撑肋数不符合使用需求。因此，无需构造出预设支撑肋数下的星载抛物面天线实体，便可预先评估星载抛物面天线的性能指标，节省不必要的制造工序以及制作材料。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，通过拟合构建在预设支撑肋数条件下的天线抛物面，进而获取星载抛物面天线的精度评估值，可实现有效评估星载抛物面天线的性能指标，为判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况提供数据支持。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在基于新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值，以根据精度评估值确定星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：
S61，若确定精度评估值高于预设精度评估值区间的最大值，则增加星载抛物面天线的支撑肋数。
S62，获取支撑肋数为增加后的支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值。
迭代执行步骤S61至S62，直至确定支撑肋数为第一支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则输出星载抛物面天线的最优支撑肋数为第一支撑肋数。
具体地，当获取到星载抛物面天线的精度评估值后，便可通过比较精度评估值与预设精度评估值区间，进而确定精度评估值是否高于预设精度评估值区间的最大值。
若精度评估值高于预设精度评估值区间的最大值，则表明该星载抛物面天线型面的精度不足，需要增加星载抛物面天线的支撑肋数，进而提高该星载抛物面天线型面的精度。其中，预设精度评估值区间可以根据具体场景使用需求预先设定好。
例如，当星载抛物面天线的支撑肋数为50时，获取到的该星载抛物面天线的精度评估值为0.020，预设精度评估值区间为[0.010，0.015]，则该星载抛物面天线的精度评估值0.020高于预设精度评估值区间的最大值0.015，因此需要增加星载抛物面天线的支撑肋数，以提升待设计的星载抛物面天线型面的精度。
其中，每次增加星载抛物面天线的支撑肋数可以为每次增加1条，也可以为每次增加多条，可以根据获取到的星载抛物面天线的精度评估值与预设精度评估值区间的最大值之间的差距进行动态设定。当获取到的星载抛物面天线的精度评估值与最大值之间的差距越大，则对应地每次增加星载抛物面天线的支撑肋数越多，能够有效加快星载抛物面天线的精度评估值接近预设精度评估值区间的最大值的效率，节省载抛物面天线的支撑肋数的设计分析时间，加快工作效率。
例如，当星载抛物面天线的支撑肋数增加至53后，重新获取到该星载抛物面天线的精度评估值为0.018，仍然高于预设精度评估值区间的最大值。
因此可以迭代执行上述步骤，直至星载抛物面天线的支撑肋数在第一支撑肋数下时，该星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则最终确定星载抛物面天线的最优支撑肋数为该第一支撑肋数。
例如，当迭代执行上述步骤，直至星载抛物面天线的支撑肋数为56时，获取到该星载抛物面天线的精度评估值为0.014，即星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则输出星载抛物面天线的最优支撑肋数为第一支撑肋数，即56。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，当星载抛物面天线的精度评估值过高时，可以增加星载抛物面天线的支撑肋数并重新获取精度评估值直至确定星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间内，能够实现在星载抛物面天线的设计阶段，方便快速地确定合理的支撑肋数，有效提高工作效率，确保星载抛物面天线的工作性能符合实际使用需求。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在基于新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：
S71，若确定精度评估值低于预设精度评估值区间的最小值，则减少星载抛物面天线的支撑肋数。
S72，获取支撑肋数为减少后的支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值。
迭代执行步骤S71至S72，直至确定支撑肋数为第二支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则输出星载抛物面天线的最优支撑肋数为第二支撑肋数。
具体地，当获取到星载抛物面天线的精度评估值后，便可通过比较精度评估值与预设精度评估值区间，进而确定精度评估值是否低于预设精度评估值区间的最小值。
若精度评估值低于预设精度评估值区间的最小值，则表明该星载抛物面天线型面的精度过高，还可以进一步轻量化以减少成本和质量，故可以减少星载抛物面天线的支撑肋数，进而降低该星载抛物面天线型面的精度。其中，预设精度评估值区间可以根据具体场景使用需求预先设定好。
例如，当星载抛物面天线的支撑肋数为65时，获取到的该星载抛物面天线的精度评估值为0.007，预设精度评估值区间为[0.010，0.015]，则该星载抛物面天线的精度评估值0.007低于预设精度评估值区间的最小值0.010，需要减少星载抛物面天线的支撑肋数。
其中，每次减少星载抛物面天线的支撑肋数可以为每次减少1条，也可以为每次减少多条，可以根据获取到的星载抛物面天线的精度评估值与预设精度评估值区间的最小值之间的差距进行动态设定。当获取到的星载抛物面天线的精度评估值与最小值之间的差距越大，则对应地每次减少星载抛物面天线的支撑肋数越多，能够有效加快星载抛物面天线的精度评估值接近预设精度评估值区间的最小值的效率，节省载抛物面天线的支撑肋数的设计分析时间，加快工作效率。
例如，当星载抛物面天线的支撑肋数减少至62后，重新获取到该星载抛物面天线的精度评估值为0.009，仍然低于预设精度评估值区间的最小值。
因此可以迭代执行上述步骤，直至星载抛物面天线的支撑肋数在第二支撑肋数下时，该星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则最终确定星载抛物面天线的最优支撑肋数为该第二支撑肋数。
例如，当迭代执行上述步骤，直至星载抛物面天线的支撑肋数为59时，获取到该星载抛物面天线的精度评估值为0.012，即星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间，则输出星载抛物面天线的最优支撑肋数为第二支撑肋数，即59。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，当星载抛物面天线的精度评估值过低时，可以减少星载抛物面天线的支撑肋数并重新获取精度评估值直至确定星载抛物面天线的精度评估值处于预设精度评估值区间内，能够实现在星载抛物面天线的设计阶段，方便快速地确定合理的支撑肋数，有效提高工作效率，确保星载抛物面天线的工作性能符合实际使用需求。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，基于新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，星载抛物面天线的精度评估值，以根据精度评估值确定星载抛物面天线型面的精度，包括：
获取待设计的星载抛物面天线的标准天线抛物面。
获取新的天线抛物面与标准天线抛物面之间的焦距值偏差，以及新的天线抛物面与标准天线抛物面之间的均方根值和最大偏差值。
基于焦距值偏差、均方根值和最大偏差值，确定精度评估值的取值。
具体地，当获取拟合构建出新的天线抛物面后，还可以获取待设计的星载抛物面天线的标准天线抛物面，并根据新的天线抛物面与标准天线抛物面，获取新的天线抛物面与标准天线抛物面之间的焦距值偏差，以及新的天线抛物面与标准天线抛物面之间的均方根值和最大偏差值。
例如，图6是本发明提供的新的天线抛物面与标准天线抛物面的结构示意图，如图6所示，在ρ的方向上，新的天线抛物面与标准天线抛物面相比，有一处凹下的部分，则在ρ的方向上新的天线抛物面将存在最大偏差Δρ，为波束方向上的入射角，F为抛物面的焦点。由于新的天线抛物面在ρ的方向上的相关统计点为凹下的部分，则从该点反射的射线光程将比其它相关统计点的射线光程长Δl，可由以下公式（1）计算得到：
；（1）
其中，Δl为射线光程变化值；Δρ为最大偏差；为波束方向上的入射角。
因此，可以进一步计算出该相关统计点处由于凹下引起的相位偏差，可由以下公式（2）计算得到：
；（2）
其中，为相位偏差；/>为波长。
作为一种可选的实施例，新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的均方根值，可以通过新的天线抛物面上所有相关统计点的最大偏差的平方相加取平均值后，再开方获取到，可由以下公式（3）计算得到：
；（3）
其中，为均方根值；n为新的天线抛物面与标准天线抛物面之间进行比较的相关统计点组数。
进一步地，通常将抛物面上的最大相位偏差预先设定为π/4，则上述公式（2）可以进一步推算出新的天线抛物面与标准天线抛物面之间任一组相关统计点在波束方向上的最大偏差可由以下公式（4）计算得到：
；（4）
进一步地，还可获取到新的天线抛物面到焦点F的焦距值以及标准天线抛物面的焦距值，以获取新的天线抛物面与标准天线抛物面之间的焦距值偏差，并基于焦距值偏差、均方根值和最大偏差值，确定精度评估值的取值。
例如，表1是本发明提供的焦距值偏差、均方根值和最大偏差值的权重表，如表1所示，获取到的新的天线抛物面的焦距值为1.19385，标准天线抛物面的焦距值为1.1，则焦距值偏差为0.09385，焦距值的权重为0.1；获取到的均方根值为0.000954，由于均方根值能较好地反映出星载抛物面天线的精度评估值，故均方根值的权重为0.8；获取到的最大偏差值为0.003241，最大偏差值的权重为0.1。
可选地，可以基于焦距值偏差、均方根值和最大偏差值的数值和权重，计算出精度评估值的取值为0.09385*0.1+0.000954*0.8+0.003241*0.1=0.0105。
表1 焦距值偏差、均方根值和最大偏差值的权重表
；
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，通过获取到的焦距值偏差、均方根值和最大偏差值确定星载抛物面天线的精度评估值，综合考虑星载抛物面天线的各项性能参数，使得精度评估值能够更好地反映星载抛物面天线的工作性能，以便于后续评估星载抛物面天线在轨运行时的工作情况。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，对三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型，包括：
将三维模型导入至有限元模型生成软件。
使用壳单元建立三维模型对应的有限元网格。
设置有限元模型生成软件的模型参数，完成对有限元网格的渲染，生成有限元模型。
具体地，对三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分时，可以将三维模型导入至有限元模型生成软件MSC/PATRAN中，并使用不同的结构单元划分网格，例如可以通过梁单元，也可以通过板单元，还可以通过壳单元等不同的结构单元进行有限元网格的建立。
壳单元由于具有求解速度快，占用资源少的优点，因此可以通过壳单元建立三维模型对应的有限元网格，能够有效节省构建有限元模型的时间，提高工作效率。
进一步地，当确定网格单元的种类后，可以设置有限元模型生成软件的模型参数，完成对有限元网格的渲染，生成有限元模型。其中，模型参数可以包括有网格数量、网格疏密程度、网格质量、网格布局等多种参数，均可以根据具体场景使用需求进行设定。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，通过构建有限元模型，提高后续拟合构建新的天线抛物面的真实性，使得获取到的星载抛物面天线的精度评估值更为准确，更好地判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，设置有限元模型生成软件的模型参数，包括：
设置各子网格尺寸、设置有限元网格的总节点数量、定义天线抛物面各子网格的材料属性以及设置各子网格的单元属性；
设置各子网格的单元属性，包括调用各子网格的材料属性、设置各子网格的网格类型以及设置各子网格的厚度。
具体地，当设置有限元模型生成软件的模型参数的时候，可以设置各子网格尺寸以及设置网格的总节点数量。
例如，可以通过设置各子网格尺寸为0.02m，进而可以将有限元模型网格划分为36148个网格节点。
进一步地，设置每个子网格的网格类型以及设置各子网格的厚度。例如，可以设置每个子网格的网格类型为壳单元且每个子网格的厚度为0.001mm，进而能够较好地进行有限元采样，并提高有限元模型的真实性。
其中，还可以设置各子网格的材料属性，例如星载抛物面天线的支撑肋之间可以采用镀金钼丝铺设，则可以设置各子网格的材料属性为钼丝材料属性。当设置各子网格的单元属性的时候，就可以调用设置好的各子网格的各子网格的材料属性，以及设置各子网格的网格类型以及设置各子网格的厚度。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定方法，通过预先设置有限元模型生成软件的模型参数，能够有效提高有限元模型的真实性，进而提高后续拟合构建新的天线抛物面的真实性，使得获取到的星载抛物面天线的精度评估值更为准确，更好地判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况。
图7是本发明提供的抛物面天线型面的精度确定装置的结构示意图，如图7所示，主要包括：参数设置单元71、模型构建单元72、坐标获取单元73、坐标拟合单元74和精度运算单元75，其中：
参数设置单元71，用于设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型。
模型构建单元72，用于对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型。
坐标获取单元73，用于获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息。
坐标拟合单元74，用于基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面。
精度运算单元75，用于基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
需要说明的是，本发明实施例提供的抛物面天线型面的精度确定装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的抛物面天线型面的精度确定方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的抛物面天线型面的精度确定装置，通过拟合构建在预设支撑肋数条件下的天线抛物面，进而获取星载抛物面天线的精度评估值，可实现有效评估星载抛物面天线的性能指标，为判断星载抛物面天线在轨运行时的工作情况提供数据支持。
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）810、通信接口（Communications Interface）820、存储器（memory）830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行抛物面天线型面的精度确定方法，该方法包括：S1，设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；S2，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；S3，获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；S4，基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；S5，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的抛物面天线型面的精度确定方法，该方法包括：S1，设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；S2，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；S3，获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；S4，基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；S5，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的抛物面天线型面的精度确定方法，该方法包括：S1，设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；S2，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；S3，获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；S4，基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；S5，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，包括：
S1，设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；
S2，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；
S3，获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；
S4，基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；
S5，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
2.根据权利要求1所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，在基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：
S61，若确定所述精度评估值高于预设精度评估值区间的最大值，则增加所述星载抛物面天线的支撑肋数；
S62，获取支撑肋数为增加后的支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值；
迭代执行步骤S61至S62，直至确定所述支撑肋数为第一支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值处于所述预设精度评估值区间，则输出所述星载抛物面天线的最优支撑肋数为所述第一支撑肋数。
3.根据权利要求1所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，在基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度之后，还包括：
S71，若确定所述精度评估值低于预设精度评估值区间的最小值，则减少所述星载抛物面天线的支撑肋数；
S72，获取支撑肋数为减少后的支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值；
迭代执行步骤S71至S72，直至确定所述支撑肋数为第二支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值处于所述预设精度评估值区间，则输出所述星载抛物面天线的最优支撑肋数为所述第二支撑肋数。
4.根据权利要求1所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度，包括：
获取所述待设计的星载抛物面天线的标准天线抛物面；
获取所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的焦距值偏差，以及所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的均方根值和最大偏差值；
基于所述焦距值偏差、所述均方根值和所述最大偏差值，确定所述精度评估值的取值。
5.根据权利要求4所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间的均方根值，是基于以下公式计算得到的：
；
；
其中，为所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间任一组相关统计点在波束方向上的最大偏差；/>为波长；/>为波束方向上的入射角；n为所述新的天线抛物面与所述标准天线抛物面之间进行比较的相关统计点组数；/>为均方根值。
6.根据权利要求1所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型，包括：
将所述三维模型导入至有限元模型生成软件；
使用壳单元建立所述三维模型对应的有限元网格；
设置所述有限元模型生成软件的模型参数，完成对所述有限元网格的渲染，生成所述有限元模型。
7.根据权利要求6所述的抛物面天线型面的精度确定方法，其特征在于，所述设置所述有限元模型生成软件的模型参数，包括：
设置各子网格尺寸、设置所述有限元网格的总节点数量、定义所述天线抛物面各子网格的材料属性以及设置各子网格的单元属性；
所述设置各子网格的单元属性，包括调用各子网格的所述材料属性、设置各子网格的网格类型以及设置各子网格的厚度。
8.一种抛物面天线型面的精度确定装置，其特征在于，包括：
参数设置单元，用于设定待设计的星载抛物面天线的支撑肋数为预设支撑肋数，以基于所述预设支撑肋数，构建所述星载抛物面天线的三维模型；
模型构建单元，用于对所述三维模型中的天线抛物面进行有限元网格划分，构建有限元模型；
坐标获取单元，用于获取所述有限元模型中所有网格节点的坐标信息；
坐标拟合单元，用于基于所述坐标信息，拟合构建新的天线抛物面；
精度运算单元，用于基于所述新的天线抛物面，获取支撑肋数为预设支撑肋数下，所述星载抛物面天线的精度评估值，以根据所述精度评估值确定所述星载抛物面天线型面的精度。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述抛物面天线型面的精度确定方法的步骤。
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- 2023-07-24 CN CN202310907508.9A patent/CN116628896B/zh active Active
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