有源相控阵雷达天线是复杂的电子装备，是典型的机、电、热等多学科交叉技术的结晶。本书立足于工程实践，详尽阐述了有源相控阵雷达天线结构的总体设计、造型设计、冷却设计和折叠拼装设计的流程与方法，同时叙述了有源相控阵天线的核心部件——有源子阵的设计，并介绍了力学仿真和数字样机先进设计技术的应用。

(1)尖锥形振子，防凝结物差

(2)锥面振子，防凝结物

(3)锥面振子，防露、防凝结物

(4)抛物面天线，4度开角

第1章 概述 1

1.1 雷达系统 1

1.1.1 雷达基本原理 1

1.1.2 相控阵雷达 2

1.1.3 相控阵雷达的类别 4

1.2 有源相控阵天线 5

1.2.1 有源相控阵天线的组成 6

1.2.2 结构设计要点 9

1.2.3 结构设计相关专业基础 13

1.3 典型有源相控阵天线简介 14

1.3.1 大型有源相控阵天线 14

1.3.2 机载有源相控阵天线 17

1.3.3 机动雷达有源相控阵天线 19

1.3.4 舰载有源相控阵天线 22

1.3.5 卫星SAR有源相控阵天线 23

1.3.6 雷达导引头有源相控阵天线 25

第2章 总体设计 26

2.1 阵面电讯特性 26

2.1.1 主要电讯指标 26

2.1.2 天线阵列设计 27

2.2 基本结构类型 34

2.2.1 外形 34

2.2.2 内部结构 34

2.2.3 维修方式 37

2.3 地基远程预警相控阵天线结构 38

2.3.1 分块设计 38

2.3.2 内部结构 41

2.4 机载火控有源相控阵天线结构 41

2.4.1 刀片式子阵结构 42

2.4.2 一体式结构 43

2.4.3 片式叠层结构 44

2.5 机载预警有源相控阵天线结构 45

2.5.1 圆盘形式 45

2.5.2 平衡木形式 47

2.5.3 机身共形形式 48

2.6 车载有源相控阵天线结构 50

2.6.1 单车单块天线阵面 52

2.6.2 单车多块天线阵面 54

2.6.3 多车多块天线阵面 55

2.7 舰载有源相控阵天线结构 56

2.7.1 低频段天线阵面结构 56

2.7.2 高频段天线阵面结构 57

2.8 星载有源相控阵天线结构 57

2.8.1 折叠阵面 58

2.8.2 柔性阵面 59

2.9 弹载有源相控阵天线结构 62

第3章 有源子阵结构设计 65

3.1 有源子阵 65

3.1.1 有源子阵的基本构架 66

3.1.2 结构设计流程及要点 67

3.2 有源子阵架构设计 68

3.2.1 有源子阵的典型结构形式 68

3.2.2 子阵规模和结构形式的选择 71

3.3 子阵内主要模块 72

3.3.1 T/R组件 72

3.3.2 子阵内综合网络 77

3.3.3 子阵驱动模块 78

3.3.4 二次电源模块 79

3.3.5 延迟器 80

3.4 子阵互连设计 81

3.4.1 连接器的选用 82

3.4.2 典型互连结构设计 84

3.4.3 供液互连设计 92

3.4.4 多品种混合电连接设计 94

3.5 电磁屏蔽设计 94

3.6 子阵骨架设计 96

3.7 有源子阵的发展趋势 96

3.7.1 微系统技术 97

3.7.2 有源子阵微系统结构设计 99

3.7.3 有源子阵微系统热设计 102

3.7.4 有源子阵微系统集成工艺 103

第4章 造型设计 106

4.1 天线阵面造型概念 106

4.1.1 天线阵面造型特点 107

4.1.2 天线阵面形象设计 109

4.2 造型基础 111

4.2.1 形态构成要素 111

4.2.2 造型基本原则 115

4.3 阵面造型设计实例 120

4.3.1 外部造型设计 121

4.3.2 内部造型设计 128

第5章 冷却设计 131

5.1 冷却技术简介 131

5.1.1 冷却设计理论基础 131

5.1.2 常见冷却方式比较 133

5.1.3 温度降额 134

5.2 常用冷却方式 135

5.2.1 自然冷却天线 136

5.2.2 开式风冷天线 138

5.2.3 闭式风冷天线 139

5.2.4 液冷型天线 140

5.3 高频箱密封隔热 143

5.3.1 隔热设计 143

5.3.2 密封设计 146

5.4 T/R组件热设计 150

5.4.1 热扩展设计 150

5.4.2 低界面热阻技术 155

5.4.3 冷板设计 157

5.5 相变冷却技术 158

5.5.1 相变热管热控技术 158

5.5.2 喷雾冷却技术 163

5.6 热设计仿真技术 165

5.6.1 热仿真基础 165

5.6.2 仿真流程 166

第6章 阵面自动折叠与快速拼装 168

6.1 阵面折叠 168

6.1.1 折叠机构的理论基础 169

6.1.2 折叠方式 172

6.1.3 驱动机构 175

6.1.4 锁紧机构 181

6.1.5 线缆折叠 184

6.1.6 冷却管路折叠 186

6.2 阵面拼装 187

6.2.1 快速连接机构 187

6.2.2 快速捕捉机构 191

6.2.3 冷却管路快速连接 192

6.2.4 快速电连接 193

6.2.5 组合式机电同步连接 194

6.3 误差分析 196

6.3.1 折叠、拼装误差分析 196

6.3.2 折叠、拼装误差计算 199

第7章 力学仿真 202

7.1 有限元法 202

7.1.1 有限元的基本理论 202

7.1.2 常用有限元软件介绍 203

7.2 仿真计算 205

7.2.1 结构模型化要点 205

7.2.2 边界条件模拟 211

7.2.3 载荷处理 212

7.2.4 动力学分析 213

7.2.5 计算结果以及诊断 215

7.3 有限元模型修正技术 217

7.3.1 基本修正理论及方法 218

7.3.2 模型修正实例 223

7.4 结构优化设计 231

7.4.1 结构优化的数学模型 231

7.4.2 结构优化的基本类型 232

7.4.3 结构优化方法 232

7.4.4 结构尺寸优化实例 236

第8章 数字样机技术 239

8.1 数字样机技术简介 239

8.1.1 数字样机功能 239

8.1.2 数字样机技术应用 242

8.2 数字样机平台 242

8.2.1 总体架构 243

8.2.2 逻辑架构 243

8.3 数字样机建模技术 246

8.3.1 三维建模 246

8.3.2 三维布线 250

8.3.3 模型简化 253

8.4 数字样机应用 256

8.4.1 精度分配仿真 256

8.4.2 虚拟布局 260

8.4.3 虚拟装配 264

8.4.4 虚拟维修 269

第9章 智能结构 274

9.1 智能结构技术 275

9.2 传感技术 276

9.2.1 智能传感器的种类与特性 276

9.2.2 传感器布置优化技术 279

9.2.3 天线阵面变形测量 282

9.2.4 传感器与天线阵面集成技术 288

9.3 执行技术 291

9.3.1 执行元件的种类与特性 291

9.3.2 执行机构应变作动机理 293

9.3.3 执行元件与阵面集成 294

9.3.4 执行机构的位置优化 296

9.4 控制技术 297

9.4.1 模态阻尼控制 299

9.4.2 最优控制 299

9.4.3 鲁棒控制 299

9.4.4 智能控制 300

9.4.5 阵面控制集成 301

第10章 特种材料与工艺应用 307

10.1 特种材料 307

10.1.1 复合材料 307

10.1.2 涂层 319

10.2 特种工艺 323

10.2.1 焊接工艺 323

10.2.2 深孔加工 330

10.2.3 精密铸造 330

10.2.4 真空压力浸渗 331

10.2.5 喷射成型 332

10.2.6 3D打印 332

10.2.7 微细加工 335

10.3 3D封装 339

10.3.1 新封装技术 340

10.3.2 3D封装关键技术 342

10.3.3 3D封装技术的应用 343

参考文献 346