500m口径球面射电望远镜瞬时抛物面拟合精度的预估与改善

依据500m口径球面射电望远镜(FAST)主动反射面工作原理及相关结构尺寸,基于反射面单元动态面形精度分析研究了FAST瞬时抛物面的拟合精度。首先,以反射面单元为研究对象,自节点开始推导考虑了机构运动的反射面单元动态面形精度计算方法。然后,提取不同区域19块反射面单元的各自9种初始面形工况,给出了分析算例。最后,基于单元动态精度特性,提出瞬时抛物面机械本体拟合精度及考虑馈源照明函数的半光程差拟合精度预估方法,并给出2种改善措施,即扩大可控区至300m抛物面外一层节点靶标,及抛物面周圈节点靶标向球心、中心反向各自偏移4mm。结果表明:反射面单元初始面形应优选面形精度RMS为2mm的波浪式面板。改进控制策略后机械本体拟合精度提高至RMS为3.938mm,优于RMS为5mm的设计指标,此时半光程差拟合精度RMS为0.629mm。该项研究对确定反射面单元初始面形及调节瞬时抛物面拟合精度很有意义。     

天线反射面精度检测

通过6.2 m卫星接收天线反射面精度的检测,简要介绍天线反射面精度的检测方法及数据处理。     

碳纤维天线反射面成型模具设计

天线反射面是雷达、卫星通信系统的关键设备之一,它直接关系到接收、发射信号的质量和系统的稳定性。碳纤维具有耐腐蚀、高强度、比重轻、膨胀系数几乎为零的特性,因此在天线的材料选择上得到广泛应用。文中主要分析了天线反射面成型模具对反射面成型精度的影响,并且为不同精度要求的天线反射面选择了合理的成型设计方案。     

一种有效提高紧缩场反射面精度的CAD／CAM技术

介绍了一种利用计算机技术和数控技术对反射面进行加工的CAD／CAM技术，从加工精度、加工工艺、生产周期等方面对比分析了这两种成形方法。加工成形后经过三坐标测量，对测量结果分析得精度为15．4μm，较反射面板蜂窝夹层结构成形技术的精度极限（20μm）提高了近5μm。经用户使用证明，它是一种可以提高紧缩场反射面精度的新方法。     

13.7米毫米波天线主面检测和主副面校准

本文总结了1986年8、9月作者在青海首次安装我国第一台大型毫米波天线(工作波长2.6毫米,115GH_z)过程中所采用的经纬仪加带规检测天线主反射面,以及在主、副反射面校准中所采用的先进技术。主反射面安装测量精度为0.066mm。主、副面校准也达到了极高精度。     

高刚度箱型副反射面结构设计

设计了一种高刚度箱型副反射面结构。副反射面由上下两部分组成，通过胶粘工艺粘接形成箱型，有效提高副反射面的面型精度及扭转刚度。通过有限元仿真软件，对比分析辐射筋板结构形式副反射面与箱型结构形式副反射面在不同工况下的变形及刚度。仿真结果表明，箱型结构形式副反射面具有面型精度高、扭转刚度大等优点。     

日本45米射电望远镜采用独特的结构

日本研制成了直径45米的射电望远镜,工作频率1.4—86千兆赫以上,由主反射器、副反射器、主反射器转台等构成。为在频率高端有高的聚光能力,具有高的反射面精度和指向精度。反射面精度0.2毫米(均方根值)以下,指向精度:再现性误差0.001°以下,绝对值误差0.005°以下。主反射面是用600块1.3米×2.5米的面板安装在支撑结构上构成。面板采用了重量轻而刚性好的蜂窝夹层结构,以得到高精度。600块面板中,中间部分300块采用了热性能优良的碳纤维增强塑料夹层面板以防     

高精度反射器面板柔性复合成形数值模拟

建立了双曲率蜂窝夹层板在“点阵钉模、真空负压”条件下成形的有限元分析模型。对双曲率蜂窝夹层板的柔性复合成形过程进行了数值模拟，研究了板料在成形过程中薄膜力及型面误差分布。通过分析得到了反射面型面精度的影响因素，优化了反射面结构形式。实验得到的反射面天线具有很高的型面精度和结构稳定性，实际型面精度和数值模拟结果十分接近，表明该模型能够有效地分析蜂窝夹层板的成形问题。     

抛物面天线结构的优化设计

为了进一步提高天线反射面的表面精度,本文采用数学规划法,建立了抛物面天线中心体和背架结构优化设计的数学模型,并将ANSYS软件和数学规划法相结合,以重量为目标函数对抛物面天线中心体和背架结构进行优化设计,大大提高了天线反射面的表面精度.本文的研究结果对提高天线结构设计的效果,改进天线的性能有一定的作用.     

中国天眼反射面吊装技术 北京起重运输机械设计研究院有限公司

坐落于贵州省平塘县克度镇的500 m口径球面射电望远镜(以下简称FAST,俗称中国天眼),是目前世界上最大、综合精度最高的望远镜。其主动反射面系统是FAST工程的三大自主创新之一,由4450块反射面单元组成,每个单元由100块小的三角形平面面板拼接而成,组成186种有弧度的反射面单元。如何将4450块反射面单元吊装成一个球面(见图1),是主动反射面系统需要攻克的难题。     

栅条式旋转抛物面天线设计与制造中的一些问题

对栅条式旋转抛物面天线的技术要求、结构设计、制造工艺、反射面精度的检测等问题作了分析,提供了一些有实用价值的数据.     

轻量化高精度反射面天线保型设计与动静态特性分析

为满足某型号工程的测控需求,设计了一种新型轻量化高精度反射面天线,满足天线系统高精度、轻量化、过顶跟踪的要求。基于三自由度调整方法和天线反射体轻量化技术,采用面板整体互连的结构保型设计方案,有效减轻了天线反射体的整体质量,达到了较高的天线主面再装精度。基于ANSYS有限元分析软件,对天线反射体进行静力特性分析、面形精度分析、安全性校核,结果表明在典型俯仰角下,天线主面精度及承载能力满足要求。通过动态特性分析,得到了天线反射体的各阶固有频率和振型。经过天线主面精度测试和系统指标实测,确认天线的各项指标满足要求,并且可以实现对低轨卫星的稳定跟踪。     

一种快速制作栅格天线的新型解决方案

文中以一种树脂基碳纤维复合材料栅格天线反射面的制作成型为研究对象,详细阐述了该反射面成型后脱模模具工装的设计及成型方案。该栅格反射面所使用的主要材料为东丽公司的T700,基体为3234树脂体系。通过对复合材料模具的设计制作及使用、复杂复合材料制品二次脱模等方面的研究,提出了用球墨铸铁及碳纤维复合材料制造模具、采用真空袋热压罐成型工艺的新型解决方案。结果表明：与传统金属模具相比,在较大温差下复合材料模具具有尺寸精度更稳定、制作更简便、重量更轻等优势;利用复合材料过渡模具实现栅格反射面二次脱模可以大大提高生产效率。该方法对此类栅格反射面的制作具有指导意义。     

Features of applying the method of focusing to a point in ultrasonic testing of products manufactured from complexly structured materials

The well-known method of focusing ultrasonic signals to a point implemented using phased antenna arrays is considered as applied to problems of tomography of products manufactured from complexly structured materials. The features of applying broadband ultrasonic complexly modulated signals in phased antenna arrays and the limits of applicability of this method in constructing an image of a reflecting surface are discussed.     

波导裂缝天线单元安装方式探讨

对于波导裂缝阵列天线,天线单元的安装方式设计会影响天线阵面精度和最终电性能。本文提出了两种不同安装方式:一种是采用固定槽板和固定夹安装;另一种是采用固定角件安装。并详细分析了两种方式在安装精度和工艺流程方面的优缺点,以便能在工程实践中选用较为合适的安装方式。     

70 m天线反射体的安装与测量

随着射电望远镜频段的提升,天线口径越来越大,主反射面精度越来越高,对天线安装的要求也越来越高。文中以70 m天线反射体的现场安装为研究对象,对比分析了70 m天线与国内外其他大型天线反射体在结构上的区别,按安装工艺流程对该反射体的安装过程进行了阐述,并介绍了它的安装及测量方法。通过设计使用工装解决了大型球节点式桁架结构反射体的安装、检测及定位问题,并提出了安装过程中测量基准确定及转换的一般原则,最终达到了70 m天线反射体的设计精度要求,并提高了现场安装的效率。该工程研究对大型天线反射体的安装具有实际的指导意义。     

雷达天线装配测试一体化工装的研制与应用

工装在雷达天线装配中起到承载天线阵面、保证装配精度的作用。天线暗室测试也需要工装来调整天线与测试场之间的相对位置。文中针对某型雷达天线的装配和测试任务,设计了一体化工装,利用Creo软件进行CAD建模,通过ANSYS WorkBench软件对关键结构件的刚强度进行校核。仿真分析和检验结果满足设计要求。研制的装配测试一体化工装的实际应用结果满足任务要求,可以提高装配效率,保证产品精度,满足测试要求,为后续同类工装的研制提供了借鉴。     

星载天线指向机构误差分析与建模

探讨了星载卫星天线指向机构误差源,结合方位-俯仰型天线座建立误差模型,并分析不同误差因素对天线指向精度的影响,从而为该种天线座的设计精度要求提供了理论依据。同时,该研究思路与方法也可用于其他多轴机构的误差分析,具有一定的实际意义。     

基于Bennett衍生机构的固面可展开天线设计

固面可展开天线因具有型面精度高和工作频带宽的优点,被广泛应用于无线通信、深空探测和军事侦察等领域。为提高固面可展开天线的收纳比、同步性和展开可靠性,文中基于Bennett衍生机构开展了固面可展开天线的设计研究。首先,提出了一种天线展开方案,设计了反射面划分参数化计算流程。其次,引入四元数将反射面的双正交旋转轴等效变换为单旋转轴,采用Bennett衍生机构驱动该旋转轴,实现固面天线的展开与收拢。该研究结论为固面可展开天线的设计提供了技术参考。     

大型高精度天线座装配工艺研究

大型高精度天线座系统是大型X波段有源相控阵雷达的重要组成部分,具有体积大、重量重、精度高的特点,其装配难度大。文中分析了大型高精度天线座系统的结构装配特点,论述了它受力变形及其对装配质量的影响,提出了高精度变形测量的方法,并介绍了大型高精度天线座系统的装配方法,解决了大型高精度天线座系统的制造难题。