大口径改型卡氏天线栅状反射面成型工艺研究

主要论述了大口径曲面栅状反射面的结构特点、反射面上高精度线条的制作及其关键制造技术，通过合理的模具设计，运用湿法成型和真空袋压相结合的工艺，成功研制了形面精度高、电气指标一致性好的天线反射体。     

大口径反射面天线技术综述

大口径反射面天线是射电天文观测和深空探测的关键设备之一。介绍了国内外大口径反射面天线的发展现状,描述了几个代表性大口径天线的主要指标和技术特点,重点论述大口径反射面天线的微波光学设计、馈源网络、频段切换、结构型式选择与保型设计、高精度面板设计与制造、主动反射面和伺服控制等关键技术及实现方法,最后给出了其技术发展方向。     

65m射电望远镜面板精密成形原理与应用

针对上海天文台65 m射电望远镜主动反射面面板的工作特点及大面积、高精度面板的制造难题,提出基于“包络模具、蒙皮开缝、应力释放、真空负压”原理的面板精密成形技术.利用非线性有限元方法对成形过程进行数值模拟;分析得到型面曲率、蒙皮相对开缝长度及背筋高度等参数对成形精度的影响规律;优化了面板结构和成形工艺参数.最终研制的面板精度优于100μm,该技术已成功应用于上海65 m射电望远镜,可以为其他反射面天线的研制提供参考.     

太赫兹高增益天线研究

针对太赫兹通信系统对高增益天线的需求,在分析太赫兹天线的各种实现形式的基础上提出采用反射面天线实现太赫兹高增益通信天线。讨论了高精度反射面的加工方案,采用超精密切削和超精密磨削2种加工方式制造高精度反射面;研究了太赫兹天线高精度组装及组装精度评估方法,设计制造了结构系统均方根误差(r.m.s)优于5μm的太赫兹高增益天线。测试结果表明,天线性能符合预期,所提出的高精度反射面加工方法和结构精度评估方法合理可行。     

一种高精确度偏置反射面天线模具设计

卫星使用频段的逐渐提高对星载天线反射器的型面精确度提出了越来越高的要求。模具设计和制造是制造高精确度反射器的关键技术之一,温度对模具的影响主要表现在型面精确度和热膨胀变形。建立了一个偏置抛物反射面天线成型模具的设计补偿公式,并对该补偿公式进行了理论推导、仿真分析和试验验证。结果表明,基于该补偿方法,模具在反射器固化温度下型面精确度达到了0.05 mm均方根(RMS),能够有效降低模具热变形对反射面天线型面精确度的影响。     

大型空间天线的控制问题

大型空间天线的几何尺寸与形状会影响天线结构变形的大小,甚至扰动整个结构和控制系统。大型天线控制系统可以控制天线方位、微小振动、反射面型面等。本文阐述了天线控制需要解决的天线结构及动力学特性、高精度瞄准、高反射面成形精度,以及形状保持精度等一系列相关问题。     

低轨卫星测控系统三轴12 m反射面天线系统的结构设计

针对高码率低轨卫星测控的需求,给出了一种新型三轴12 m X/Ka频段天线的设计思路,通过优化反射面结构型式、材料选择、力学分析、减轻重量,提高天线反射体的精度;进行天线座架驱动链路设计和刚度设计,提高天线系统的谐振频率;通过优化伺服控制与伺服选型设计,提高伺服跟踪控制性能。基于Nastran/Patran有限元软件,对多种工况下的天线承载结构进行了刚度分析、强度分析、面型精度分析与结构固有频率等分析,结果表明典型仰角下的天线主面精度、承载能力及谐振频率均满足要求。依据有限元分析结果,采用高精度碳纤维天线反射体、高刚度A-E-T三轴天线座架、大动态伺服控制的设计方案,合理设计了12 m反射面天线的整体结构形式以及连接形式,并进行了天线实物的加工。所设计加工的12 m反射面天线满足高精度、高刚度、过顶跟踪的性能指标要求,对中大口径天线的设计具有一定的参考意义。     

多频段雷达天线制造缺陷与误差解析

某雷达天线是一个多波段复合共径反射面天线，口径尺寸较大，制造精度要求高，并保证与馈源协调性好。针对该天线的结构特点和制造典型工艺方法，本文提出了包络夹具设计调整的创新思路，以克服制造缺陷，满足天线均方误差及其分布特性的各项要求，并确保批量生产质量一致性。     

基于特征融合的雷达视频运动目标检测

针对大口径、高响应和低副瓣类雷达天线结构的设计难点,尝试突破传统设计方法瓶颈,建立一种基于TRIZ理论的设计方法,实现创新设计。该设计流程主要包括概念阶段的构型拓扑优化、工程设计阶段的试验设计(DOE)、验证阶段的仿真优化和试验测试。以某大口径高精度航管雷达天线为应用对象,首次实现了5 500mm×3 047mm碳纤维A夹层复合材料反射面的设计与制造,并最终实现天线型面精度0.65mm(rms)和天线系统设计减重50%。     

五米通信天线面板玻璃钢铆胎的设计和制造

采用玻璃钢成型工艺技术制造天线面板铆胎有许多优点，它不仅缩短制造周期而且降低了生产成本。本文从设计和制造两个方面总结了五米通信天线面板玻璃钢铆胎研制过程，研制出的玻璃钢铆胎型面精度为0.2mm(r.m.s.)，达到了设计要求。     

高耐温精密冷反光镜研制

高耐温精密冷反光镜是应用于影像光学系统的一种常用光学元件,它具有高耐温性、反射可见光、透射红外光的特点。本文介绍了采用低膨胀系数的高耐温性基底材料,利用电子束热蒸发物理气相沉积镀膜方法及离子辅助沉积工艺,制备出了可见光光谱平均反射率高于95%、红外光光谱平均透过率高于85%,膜层耐温性能达到450℃高温下膜层无异常的反光镜产品,并实现了批量生产。     

大口径双弯曲碳纤维天线集成制造技术

大口径双弯曲碳纤维天线具有重量轻、刚强度高和曲面精度高等特点,适合应用于对重量控制要求严格的机载、球载雷达系统中。文中结合其特点,深入分析了影响碳纤维天线面精度的主要因数,如刚度、连接等影响;介绍了关键制造技术,如工艺流程优化、模胎设计、接口强化和精度检测等技术,该技术已成功应用于8m×4．5m碳纤维天线集成制造中,满足了重量、面精度和刚度等设计指标,电测性能优异。     

On Analysis and Optimization of an Active Cable-Mesh Main Reflector for a Giant Arecibo-Type Antenna Structural System

The active cable-mesh main reflector of a giant Arecibo-type antenna can adjust the illuminated area to a given parabolic surface in time, which is achieved with a flexible cable-mesh structure. This paper addresses the feasibility of the active cable-mesh main reflector, including accuracy adjustment and the influence of the panel curvature. The illuminate area of the reflector needs to be adjusted to a paraboloid, which is implemented by introducing a bias distribution field vector of mesh surface and least norm solution for under-determined equations. Plane panels and spherical panels are investigated. Numerical results show that a much more better surface precision can be obtained using spherical panels     

一种圆筒形气体激光器的谐振腔方案

提出了一种光谱适用性较广、大功率输出的新型圆筒形增益区气体激光器的谐振腔设计方案.此腔由两个反射镜和含于两反射镜之间的两透镜组成,这种谐振腔方案更适宜于在5.3μm波长具有很高透过率材料(如CaF_2)的CO激光器和在可见光波段具有很高透过率材料(如光学玻璃)的He-Ne激光器.同时,结合实际应用以CO激光器为例,给出了其光腔参数.     

一种大型反射面天线面板测试与调整方法及其应用

 针对大型抛物面天线反射面分块面板的特点,基于最佳吻合的概念,从机电耦合学科交叉的角度,研究了反射面分块面板的调整问题,推导出了靶标点与调整量之间的影响关系矩阵,给出了数值方法,研制了准实用软件.将程序软件应用于某实际天线中,收到了满意的结果.     

OMNIDIRECTIONAL HIGH REFLECTOR FOR INFRARED WAVELENGTH

We have purposed the design of omnidirectional high reflectors with wide bandwidth (nearly 6300A⁰) for the infrared wavelength. Using translational matrix method for numerical calculation, it is found that a complete photonic band gap high reflector covering the wavelength region 11500A⁰ to 17800A⁰ is obtained for the quarter wave stack air / (n_L n_H)⁷ / air by using the tellurium (n=4.60) and TiO₂ (n=2.35) as material of high reflective index and SiO₂(n=1.45) low refractive index. Due to high refractive index of contrast of the structure i.e. SiO₂/tellurium, a large complete photonic band gap, omnidirectional high reflector, has been observed for the infrared wavelengths. This type of omnidirectional high reflector can be used in telecommunication. Besides this, we have studied the effective refractive indices (phase and group) of the proposed structures. It is observed that the effective refractive indices (phase and group) of the high omnidirectional reflector band are largely changed near the band edges due to the high refractive index of contrast, and the reflections from the internal interfaces of the structure.     

收发等波束的双频低副瓣多波束天线

介绍了一种可实现收发波束大小一致的工作于K/Ka频段的低副瓣反射面多波束天线系统。该天线系统采用高效率双频多模喇叭作为馈源,实现了收发频段共用同一反射面,极大地降低了系统的规模。通过对反射面口径场上幅度和相位的分布对天线二次辐射方向图的影响的分析,提出了一种在高频处对反射面引入副瓣照射的方法,从而实现了收发波束大小一致。该天线系统在收发频段均体现了良好的低副瓣、高载干比特性。     

天线反射面力学仿真结果的一种处理方法

分析了影响反射面精度的误差组合,针对其中关键的结构变形误差,提出了一种基于有限元分析的反射面变形数据采集计算方法。该方法利用EXCEL软件的数据分析功能,对有限元仿真软件的后处理功能进行了有益补充,最大限度地利用了软件双方各自的优点,提高了数据处理效率。通过对软件使用环节中难点问题的详尽剖析,并结合具体工程案例的讲解,展示了本方法良好的应用前景。     

Panel setting from microwave holography by the method of successiveprojections

Microwave holography is an established technique for measuring the surface accuracy of large reflector antennas. It suffers from the disadvantage that the resulting surface error map is spatially bandlimited. Most large reflectors are constructed with panels, and misaligned panels give discontinuities in the surface error which cannot be resolved. This can lead to incorrect assessment of panel positions. Significant improvement can be obtained by recognizing at the outset that the reflector surface is approximated by a collection of individual rigid panels. The method of successive projections is used to incorporate information about the panel boundaries into the data reduction process. It has been applied successfully to measured data for a 26-m diameter radiotelescope, and an investigation of a large number of simulated experiments indicates that good results maybe achieved while minimizing measurement time     

基于面阵CCD的刀具预调测量系统研制

介绍了用于大尺寸刀具测量的、基于面阵CCD的计算机图像刀具测量系统。基于面向对象程序设计方法,设计了刀具预调测量系统软件。详细介绍了软件的图像处理部分,功能包括边缘检测、图像分割、轮廓提取、轮廓跟踪、图形处理等。该技术解决了大尺寸刀具的预调测量问题,具有非接触、分辨力高、自动化程度高和速度快等优点,是刀具测量的一项有效技术。对系统各组成部分的设计亦作了简单介绍。