星载共口径多波束赋形反射面天线设计

为了满足星载通信中多任务并行需求,提出了一种由格里高利型反射面和三个馈源喇叭天线组成的共口径多波束反射面天线,该天线能够产生两个固定轮廓波束和一个点波束。天线设计是采用射线追踪法确定点波束馈源位置以建立天线基础结构,并通过Zernike多项式和Cubic B-splines函数共同对主、副反射面进行赋形优化来完成。为了验证该方法的有效性,对口径为1.1 m的天线进行仿真设计,结果表明两个赋形轮廓波束在Ku收、发频段边缘增益(EOC gain)分别为27.7、28.0、28.0、28.2 dBi,固定点波束在服务区EOC gain不低于34 dBi并且在0~6.5°范围内的扫描波束增益不低于35 dBi。

一个新颖的轮廓线跟踪算法

提出了一个新颖的基于隐马尔科夫模型与光流的轮廓线跟踪算法。曲线描绘由B样条形状空间向量来表达,能够捕捉全局和局部变形。提出应用沿曲线的光流计算来预测曲线在下一帧的位置,在预测曲线的基础上,提出应用隐马尔科夫模型来准确定位曲线的位置。隐马尔科夫模型提供了一种有效的概率手段来融合多种量测特征比如边缘,曲线平滑性,区域灰度或颜色统计信息等等,能够更准确的定位曲线位置。基于仿射形状空间的实验了表明本文所提出算法的有效性。

一种新颖的轮廓线跟踪方法

为了降低跟踪系统状态维数、提高跟踪精度,从拉格朗日动力学原理出发,利用B样条形状空间理论,定义了新的动能、势能和衰减能量,推导了新的动态轮廓线跟踪动力学方程,并应用运动估计中的块匹配技术来寻找相邻帧中的对应点。结果表明:形状空间的维数远小于控制点数,增强了跟踪的稳定性;形状矩阵的正交化处理可以保证得到的动力学方程自然解耦,转化为若干个独立的单变量二阶振动系统;块匹配方法能够更准确地检测特征曲线。实验结果证明了方法的有效性。

考虑真实焊缝的空间KT型圆管承载力分析

空间KT型圆管节点是由三根支管相贯于同一根主管表面而构成的空间结构,在相贯区域通过焊接直接形成。但通常对空间KT节点受力性能分析时,所建立的有限元模型很少涉及到焊缝几何的建立,忽略了细小焊缝形体对整体结构承载性能的影响,可能使分析结果存在误差。为此,通过UG二次开发对模型相贯区域进行B样条曲面模拟渐变焊缝形体,焊剂充分溶入钢管母材,两者分别赋予材料属性,对模拟了真实焊缝几何和未考虑焊缝的空间KT节点进行极限承载力对比分析,基于空间KT节点极限承载力经验公式进行模型验证,研究细小焊缝形体对节点极限承载力的影响。结果表明:仿真结果均低于经验公式计算值,但模拟了真实焊缝几何后的模型仿真结果与经验公式结果更为吻合,偏差仅3.125%,未考虑焊缝的模型仿真结果偏小,可能会低估节点的承载力,利用该焊缝建模技术建立的空间KT节点能更逼近实际焊接结构,可准确预判出该模型的极限承载力。