西安電子科技大學張樹新教授：反射面天線機電解耦理論與設計方法

反射面天線廣泛應用于雷達、通信、射電天文等領域，既是一種高精度的機械結構，又是一種典型的電子裝備。隨著反射面天線技術的不斷發展，其設計理論依次經歷了機電分離、保形設計、機電集成與機電耦合等不同階段。電子裝備機電耦合理論有效揭示了反射面天線機械結構因素對電性能的影響機理，形成了基于機電耦合模型與影響機理的機電耦合設計理論與方法。隨著反射面天線性能的不斷提升，機電耦合模型表達復雜、運算量大的問題成為限制機電耦合理論在反射面天線上進一步應用的關鍵。

幾種典型結構形式的反射面天線

《反射面天線機電解耦理論與設計方法》系統介紹了作者近年來對反射面天線機電耦合問題高效求解的理論探索，從解耦的角度破解耦合求解難題，提出了機電解耦模型、靈敏度分析及相關設計方法，形成了反射面天線機電解耦理論，推動了反射面天線設計理論的進一步發展。本書突破了機電耦合模型表達復雜、運算量大的關鍵理論難題，將復雜的輻射積分運算簡化為簡單的矩陣相乘運算，實現了結構與電磁的解耦分離，在保證計算精度的前提下，顯著提高了機電耦合分析與優化的計算效率。

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反射面天線機電解耦理論與設計方法購買

張樹新 著

北京: 科學出版社, 2026. 3

ISBN 978-7-03-084550-4

反射面天線機電解耦理論以機電解耦模型為核心基礎，從結構有限元模型出發，充分考慮天線結構有限元模型中的單元、節點、形函數特點，利用近似技術對原有復雜積分形式的機電耦合模型進行解耦。

本書提出的反射面天線機電解耦模型為：

式中，E為由多個遠場觀察點電場矢量組成的矩陣；E0為其理想狀態下的電場；Δz為反射面上所有單元節點的位移列向量；β為結構設計變量列向量；H?、H?分別為多個遠場觀察點電場相對節點位移的一階、二階系數矩陣。

當反射面天線電磁與結構參數確定后，H?、H?均是通過將結構有限元信息引入到電磁運算中推導獲得的電磁定常矩陣，與結構變形Δz、結構設計變量β無關，從而實現了結構與電磁的解耦分離，將原有輻射積分運算轉換為簡單的矩陣相乘運算。與物理光學法相比，考慮到模型的解耦表達，機電解耦模型可以在保證計算精度的情況下顯著提高計算效率。當天線結構表面均方根值誤差低于λ/30量級時，在天線方向圖主瓣及其近副瓣區域，機電解耦模型可以提供與物理光學法相匹配的計算結果，其中平均主軸方向系數誤差小于0.1dB，計算效率提高95%以上。

本書可作為高等院校電子機械工程、天線與微波技術、結構與多學科優化等專業教師、高年級本科生和研究生的參考書，也可供從事反射面天線工作的技術人員參考。

本文摘編自《反射面天線機電解耦理論與設計方法》（張樹新著. 北京: 科學出版社, 2026. 3）一書“前言”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-084550-4

責任編輯：劉寶莉 喬麗維

本書針對反射面天線機電耦合模型表達復雜、運算量大的問題，進行了機電解耦理論與設計方法的研究，是對作者近年來關于反射面天線機電解耦研究工作的系統總結。全書共10 章，包括反射面天線機電耦合模型現狀與機電解耦理論概述、反射面天線機電解耦模型、反射面天線電性能靈敏度分析、星載網狀反射面天線機電解耦模型、基于機電解耦模型的機電集成優化設計、面向賦形波束的星載網狀反射面天線機電集成優化設計、傘形反射面天線機電解耦模型、網狀反射面天線結構隨機誤差的機電集成分析方法、陣列饋源反射面天線隨機誤差的機電集成分析方法、基于機電解耦模型的反射面天線作動器布局優化方法等內容。

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（本文編輯：劉四旦）

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