本文应用ANSYS的优化设计模块对雷达天线罩进行了有限元分析。通过分析计算得到天线罩在满足结构强刚度条件下的最佳厚度尺寸，为进一步天线罩设计提供参考依据。

1 概 述

雷达天线罩简称天线罩或雷达罩。它的作用是在雷达天线的周围形成一个封闭的空间，将转动工作的雷达天线罩于其中，以保护雷达天线系统免受大气环境的直接作用。由于天线罩的遮挡，天线系统可不受风、沙、雨、雪、冰雹的侵袭，这将降低天线驱动装置的设计功率和减少天线转动实际消耗的能源，并且避免了因气候等对天线系统的影响，因此也大大简化和减轻了天线系统的日常维护修理工作，延长了雷达的使用寿命。但是架设天线罩会使天线的电性能有所降低，例如引起波束偏离、波瓣畸变、传输损耗和反射功率损耗等，影响了雷达的精度并降低了雷达的有效作用距离。

一般来说，天线罩罩壁越厚，结构性能会越好，但电性能会越差。在设计雷达罩罩壁厚度时要充分考虑结构和电性这一对矛盾，根据天线及天线罩使用环境确定合适的壁厚，争取设计出在结构、电性能上表现优异，同时轻巧美观、经济实用又方便安装的雷达罩[1]。

ANSYS是集前后置处理、求解器为一体的具有强大解算功能的有限元软件，它集成了很多先进技术来优化计算过程，并将其模块化，比如接触关系的模拟、子模型、优化设计[2]等。

本文将结合某型号天线罩（见图1），采用ANSYS的优化设计模块，对其进行优化设计，求解同时满足结构性能要求和电性能要求的最佳厚度尺寸。

图1 某型号天线罩

2 优化设计

2.1 生成优化分析文件[3]

分析文件是ANSYS优化设计过程中的关键部分，ANSYS程序运用分析文件构造循环文件，进行循环分析。分析文件中，模型必须是参数化建立的，结果也必须用参数来提取。完成后，保存为“radome.inp”。

2.1.1 参数化建模

天线罩半径r，高度h，初始壁厚t0=0.012，载荷为均布压力p， 材料性能见表1，底部约束为固支。进入前处理器（prep7），对天线罩进行建模并加载（见图2）。

图2 有限元模型

2.1.2 求解并指定优化变量

所谓的优化变量，指的是设计变量（dv）、状态变量（sv）和目标函数（obj）。显然，在雷达天线罩的设计中，壁厚t是设计变量，它由电性能设计提供。状态变量是设计变量的函数，可以根据需要自己定义，本例中我们将最大变形u和mises应力seqv作为状态变量，重量w作为目标函数。

求解后进入后处理器（post1），用*get命令分别提取最大变形u、mises应力seqv和重量w。