大型反射面天线变形补偿技术研究进展

随着大口径、高频段反射面天线的应用,由重力、热和风等因素引起的主反射面变形会导致天线性能明显下降.如果合理的天线设计还不能满足性能要求,需采用补偿方法来提升天线性能.文中综合介绍了常见的两种补偿方法:机械补偿方法和电子补偿方法.通过对各种方法的总结来展望未来大型高精度天线补偿技术的发展方向.     

天线反射面的冲击变形仿真

树脂基碳纤维复合材料（CFRP）产品具有轻质、高强度、高刚度等特点.文中从刚度设计的角度出发,对碳纤维复合材料天线反射面进行铺层设计,利用有限元分析软件ANSYS对其冲击变形仿真,结果表明所有铺层方式均满足设计要求,但实际铺层时应考虑采取变形最小的准各向同性铺层[90/45/9/-45/-A]s.     

反射面天线热变形对其方向图的影响

在某些极端应用场合下,环境温差很大,反射面天线由于其各种复合材料的热膨胀系数差异,将产生较大的结构应力和变形,该变形将会对天线的电性能产生不利影响。文中针对复合材料反射面天线的热变形与电磁场之间的耦合问题,建立了反射面天线结构热变形对其方向图影响的分析方法。首先通过力学有限元前后处理软件Patran建立力学模型,通过Nastran分析其在100 ℃温差下的结构热变形,然后将变形后的结构网格导入电磁仿真软件FEKO中,定量分析热变形对方向图的影响。文中通过对网格的控制,使得力学模型与电磁模型采用统一网格模型,从而降低了网格转换带来的人为误差。该方法为天线的逆向设计提供了定量的理论依据。     

某星载反射面天线结构设计

反射面天线结构是天线电气性能实现的载体和保障。文中详细阐述了某星载反射面天线的结构设计要点,重点论述了碳纤维复合材料反射面的具体结构形式和反射面及背筋的详细结构设计。建立了天线的有限元模型,进行了模态分析、正弦振动仿真分析、热变形分析。仿真分析和振动试验结果表明：该天线有足够的刚强度,满足设计要求。研究结果可以为星载反射面天线结构设计提供工程参考。     

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。     

多波束球形反射面天线

论证了电磁透镜消球差的基本原理,并提出了解决介质透镜技术和改善透镜修正系统总效率的办法,从而实现了多波束球形反射面天线对大空域指向跟踪.这一技术有广泛的应用前景,在有限空间指向的智能天线上也得以应用.     

某双弯曲反射面天线抗风性能分析与实验研究

本文介绍某搜索雷达天线双弯曲反射面在风荷作用下刚、强度分析及实验研究的结果。刚、强度理论分析用有限元法计算;为了验证理论计算的正确性,用气袋充气模拟风荷作用,对天线的变形和应变进行了实测。实测数据与理论计算结果颇为接近。     

天线双弯曲副反射面的有限元分析

在星载雷达天线系统中,为了产生可变的远场辐射模式,通常将雷达天线的副反射面设计成机械可调结构,从而通过副反射面的形变获得不同的照射波束。文中利用有限元方法,在分析副反射面的形变时,将三角壳元分解为平面内伸缩与平面外偏转两种运动方式,从理论上推导了三角壳元的应力-位移公式,从而快速得到副反射面的全局位移矢量,极大地减少了系统的计算时间,提高了系统的反应速度。     

主动主反射面天线促动器调整量计算与误差分析

主动主反射面天线通过调整安装在面板下方的促动器来提高表面精度,现有的促动器调整量计算方法多数忽略了面板弹性变形对调整精度的影响。文中通过力学仿真模拟来表征促动器调整过程对面板自身弹性变形的影响。首先,构建单块反射面面板变形拟合模型,并对拟合模型的权重进行优化,进而推导出整个反射面的变形拟合模型;其次,考虑到实际工程中相邻面板共用促动器,因此对促动器编号进行归并,进而推导出相邻面板共用促动器时促动器最佳调整量的计算模型。为了验证面板变形拟合模型的计算精度,分别从拟合模型的变形表征能力和促动器调整量的计算精度两个方面开展仿真验证工作,并从促动器调整误差和促动器故障两个方面分析促动器调整误差对反射面调整精度的影响,为工程中评估促动器调整精度提供参考。     

双弯曲反射面天线结构的力学分析

利用有限单元法对天线结构进行了力学分析,提出了减轻天线系统重量的主要途径,提供了一些有实用价值的力学计算结果。     

一种天线反射面测量新方法

为了更加便利地实现对天线反射面的测量,在传统测量方法经纬仪钢带尺法的基础上,引入了角度前方交会的测量原理,即将两台经纬仪与天线反射面旋转轴同轴布置组成一个测量系统,利用激光经纬仪发射的同轴激光束在天线反射面上形成光斑,用另一台经纬仪观测光斑并读出俯仰角度。俯仰角度测量值换算后即可得出该点的法向偏差,从而实现对天线反射面的测量。新测量方法原理简单,适用性强,实现了对天线反射面的无接触测量。     

基子区间模型的响应面法

提出了基于区间模型的响应面法，它基于区间分析的结构非概率可靠性指标的特性，使得该法无需迭代搜寻抽样中心点及设计验算点，仅需一次抽样的有限次有限元试验便能得到结构功能函数的足够精度的逼近。证明了非概率可靠性指标只可能存在于标准区间向量张成的凸域及其扩展空间中，通过原点和凸域顶点的有限条超射线与失效面的某个交点处，且在数值上等于某一特定支点坐标和绝对值。因此，在结构功能函数逼近完成后，可通过求解有限个一元二次方程，得到结构非概率可靠性指标。算例验证了该法的有效性。     

基于刚体位移的天线反射面拟合新算法

射电望远镜和雷达天线的反射面的加工误差和变形直接影响系统的工作性能.为准确计算反射面的实际误差,一般须对变形后的反射面进行最佳抛物面拟合.基于刚体空间运动原理,提出一种利用确定刚体位移的6自由度及抛物面的焦距共7个广义自由度来拟合空间抛物面的新方法.通过该方法可直接求得最佳抛物面的顶点空间位置、轴线方向及其焦距.回顾传统的由一般二次曲面推出特征值的抛物面拟合法和小变形下基于法向偏差的抛物面拟合方法,并通过计算实例与之进行比较.验证了方法的稳定性和精确性.同时还集成了一种简便的拟合误差求解方法.     

不确定性参数识别的模态区间逆响应面法

结合模态区间分析及响应面的相关理论,提出一种新的不确定性参数识别方法,即模态区间逆响应面法。首先,以有界区间数来量化结构参数的不确定性,通过合理的实验设计确定样本数据;然后,以响应为输入,设计参数为输出,采用逐步回归分析构造设计参数与结构响应的模态区间逆响应面模型,进而直接在模态区间逆响应面模型上进行模态区间运算,即可识别材料参数的变异性区间;最后,采用一组钢板模态实验来验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明:所提方法可准确识别钢板材料参数的取值区间,有效地解决多重变量区间运算存在的区间过估计问题,识别过程避免区间迭代优化,具有较高的计算效率。     

大型索网反射面天线空间动力学分析

大型可展开索网反射面天线是目前较为理想的天线结构形式.由于其自身的结构特点以及复杂的空间环境因素,天线在运行时易产生大幅度振动变形,严重影响卫星的稳定运行.文中以某星载大型可展开索网反射面天线为切入点,对其进行了空间动力学分析.针对天线与中心刚体之间的多体动力学刚–柔耦合问题,首先根据模型分析参数建立了卫星–天线–太阳...     

天线反射表面除冰雪装置

天线反射面除冰雪装置的作用是与相连的天线协同工作．用于防止和清除天线反射面堆积冰雪,保证天线的电性能。论述了除冰雪装置的结构和工作原理,并通过热循环分析和热平衡平衡计算．论证了该装置的科学性和可行性。     

70m大型天线反射体整体吊装变形控制方法

文中主要研究70 m大型天线反射体整体吊装变形对反射面调整精度的影响.参考国内外典型项目案例,结合该项目的具体特点,采用适当方法对70 m大型天线反射体整体吊装变形进行了力学分析.合理设计现场吊装挂绳方案并采用相应的检测调整手段,控制天线反射体吊装受力和变形情况.采用该方法,天线反射体的变形得到了有效控制,反射面精度达...     

网状可展开天线两种网面成形方式分析

网状可展开天线的关键特性之一是天线反射面的成形方式,它体现了天线的主要特点,决定了天线的性能与应用。文中分别就径向肋天线与周边桁架天线两种成形方式的面精度、质量、面精度调整及在轨的稳定性等关键特性作了较深入的分析与讨论。