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。     

混合面板反射面天线促动器布局与结构优化设计

文中针对大型主动主反射面天线在满足工程精度要求时存在形面精度冗余和成本高昂的问题,提出一种主动面板和非主动面板混合安装的反射面天线设计思想。首先,基于反射面变形区间安装主动面板和非主动面板,分析混合面板反射面天线的形面调控策略;然后,分别以天线质量为约束、以天线形面精度为目标以及以天线形面精度为约束、以天线质量为目标进行天线结构优化设计。结果,某35 m反射面天线在满足精度要求的情况下背架结构质量下降了20.4%,在满足背架结构质量要求的情况下形面精度提升了18.7%。这充分证明了该设计思想在大口径、高精度反射面天线设计中的可行性和有效性。     

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。     

网状可展开天线反射面精度调整技术研究

给出了改进型周边构架式空间网状可展开天线的具体结构方案,利用权因子法对辅助牵引面式网面精度调整技术进行了理论分析及调整方法研究。给出了网面精度调整的基本理论、公式以及调整步骤,在此基础上提出了型面精度优化的数学模型,并利用单纯形法进行了优化。利用ANSYS软件建立了相应的反射面精度调整模型,并进行了调整计算;证明了所提出的方法是正确性及所给天线的结构方案的合理性。     

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...     

A Directional Borehole Radar System

In this paper we present the simulation and design of a directional borehole radar. In addition we discuss an imaging method for the radar system. The antenna system contains an electric dipole which is in one direction shielded by a cylindrical perfectly conducting reflector. The radiation pattern of the reflected wavefield is computed by first solving the integral equation. This equation combines the unknown electric surface current density on the reflector and the known incident field from the electric dipole. Once the electric surface current density is known, the radiation pattern of the system is computed using the integral representation over the reflector and the dipole. The radiation patterns for various configurations have been computed in order to find an optimal configuration. A prototype of the antenna system based on an optimal configuration has been built, and the directional radiation pattern has been measured in the plane perpendicular to the antenna system. The measurements were in good agreement with the computations. Subsequently a three dimensional imaging method for the borehole radar is presented. Here a deconvolution is carried out in the angular direction, making use of the computed radiation pattern. Some imaging results will be shown.     

一种毫米波天线反射面板精密成形的数值模拟

天线反射面板的成形方法对面板精度有着重要的影响。根据具有大面积、主动反射面的毫米波天线对面板的成形要求,提出了一种基于高精度模具、蒙皮开缝、真空负压和胶粘背筋的成形方法。建立了该成形过程的有限元模型,并利用接触算法实现了该过程的数值仿真。研究发现蒙皮开缝后能有效降低蒙皮内的应力水平。面板回弹引起背筋的不均匀变形是面板成形误差产生的主因。分析了面板形面曲率、蒙皮开缝长度和背筋高度等面板结构参数对面板成形精度的影响规律,为合理设计该工艺过程和提高面板的成形质量提供了重要依据。     

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...     

考虑太阳照射的地基面天线机电耦合分析

下一代深空探测的地基面天线的面精度要求达到亚毫米级,必须考虑太阳照射导致的温度的影响。针对这一问题,以"嫦娥工程"的40 m通信面天线为研究对象,根据天线的地理位置和时间日期,计算天线受到的热流密度;考虑对流、传导和辐射三种传热方式计算天线的温度分布,并用某7.3 m卡式天线设计温度试验,结果表明温度分析是有效的;将温度作为载荷计算天线的结构变形;根据天线远区的电场公式计算电性能,并提取增益损失、副瓣电平和指向误差等主要电性能指标。仿真结果表明,温度对电性能的影响不但体现在结构变形的均方根值上,更与变形的分布形式密切相关。分析的方法和结论可用于指导下一代面天线结构设计,也可供同类型面天线设计时参考。     

大型抛物面天线面板安装调整量的计算方法研究

分析了大型抛物面天线面板的安装调整特点,提出了一种天线面板的安装调整量的计算方法,以提高天线面板的调整效率和装配精度。     

Contactless Online Method for Checking-Up a Net-Shaped Curtain’s Tension of a Radio-Reflecting Surface of Large Umbrella Reflector Antenna

A new contactless method for checking-up a net-shaped curtain’s tension of a radio-reflecting surface of a large umbrella reflector antenna is presented. The method is based on revealing the correlation between Moiré patterns and net-shaped curtain uniformity and tension. The advantages of the method are presented. Its main advantage lies in the fact that it is possible to set the netshaped curtain on the folding skeleton of an antenna reflector in the online mode. A way to apply the method is presented.     

大型反射面天线电磁场与位移场场耦合模型及其在65 m口径天线设计中的应用

针对大型反射面天线设计机电分离的现状,基于电磁场与结构位移场的场耦合理论模型,建立以天线电性能为目标,结构拓扑形式为设计变量,同时满足自重、强度等约束条件的优化设计模型。详细讨论场耦合分析模型的分析方法,并指出将拓扑变量引入机电综合优化模型时带来的基结构规模过于庞大的问题。利用虚实单元的当前受力状态和潜在受力状态来判断杆件是否应加入到基结构中去,并以此降低了优化模型的求解规模,使得所提方法更加适宜在工程中应用。考虑到天线副面调整的对电性能的补偿效果,在优化模型中加入副面调整设计变量。提出求解策略和方法,进行大量的数值计算。进而应用于深空探测65 m口径反射面天线的工程设计中,取得了满意的结果。     

空间桁架可展天线反射器的形面精度优化调整

为实现高频弱信号通讯,空间网状可展开天线的尺寸越来越大,且对形面精度要求也越来越高,因此与天线形面精度相关的许多课题引起了宇航界的极大关注,特别是在如何提高索网式天线反射面精度调整的效率,用较少次数的测量和调整,使天线反射面的精度达到指标要求方面需求更为迫切.利用有限元分析方法,针对环形桁架可展开天线形面精度调整中的问题,建立了基于影响系数矩阵的多目标的精度优化调整数学模型,并采用遗传算法求解,数值结果表明,此方法能够大幅度提高天线的形面调整效率,对工程应用具有指导意义.     

关于栅条式旋转抛物面天线反射面精度的一些问题

介绍了栅条式旋转抛物面天线的结构型式及其反射体的装配工艺,对天线反射面的构成作了分析,给出了反射面精度的检测结果,提出提高反射面精度的主要途径。     

碳纤维复合材料在星载天线结构中的应用

随着电子设备结构轻量化技术的发展,碳纤维复合材料作为一种重要的材料在航空航天领域得到广泛应用。文中首先,总结了碳纤维复合材料的优异性能,介绍了碳纤维复合材料天线的铺层设计;接着,重点阐述了碳纤维复合材料星载喇叭天线、反射面天线、天线支架的结构设计要点;最后,基于工程实践提出了一些注意事项,以供其他类型星载天线结构设计参考。     

大型空间可展开天线的研究现状与发展趋势

文中较为系统地介绍了国内外大口径星载可展开天线研究的现状及其未来发展趋势,内容涉及网状、薄膜、微电子机械、固面、充气等不同类型天线.对应用广泛的大型索网天线,阐述了数字化建模、网状找形找态、多态动力优化、多柔体动力学分析与展开过程控制、展开可靠性分析、在轨热分析与控制、形面调整与测试、机-电-热场耦合建模与电性能分析等模型建立、分析与设计方法以及针对星载可展开天线分析与设计的知识型设计软件与综合设计支撑平台等.此外,对正在研制与在轨服役的星载天线也作了简单介绍.     

Numerical analysis of static performance comparison of friction stir welded versus riveted 2024-T3 aluminum alloy stiffened panels

Most researches on the static performance of stiffened panel joined by friction stir welding（FSW） mainly focus on the compression stability rather than shear stability. To evaluate the potential of FSW as a replacement for traditional rivet fastening for stiffened panel assembly in aviation application, finite element method（FEM） is applied to compare compression and shear stability performances of FSW stiffened panels with stability performances of riveted stiffened panels. FEMs of 2024-T3 aluminum alloy FSW and riveted stiffened panels are developed and nonlinear static analysis method is applied to obtain buckling pattern, buckling load and load carrying capability of each panel model. The accuracy of each FEM of FSW stiffened panel is evaluated by stability experiment of FSW stiffened panel specimens with identical geometry and boundary condition and the accuracy of each FEM of riveted stiffened panel is evaluated by semi-empirical calculation formulas. It is found that FEMs without considering weld-induced initial imperfections notably overestimate the static strengths of FSW stiffened panels. FEM results show that, buckling patterns of both FSW and riveted compression stiffened panels represent local buckling of plate between stiffeners. The initial buckling waves of FSW stiffened panel emerge uniformly in each plate between stiffeners while those of riveted panel mainly emerge in the mid-plate. Buckling patterns of both FSW and riveted shear stiffened panels represent local buckling of plate close to the loading corner. FEM results indicate that, shear buckling of FSW stiffened panel is less sensitive to the initial imperfections than compression buckling. Load carrying capability of FSW stiffened panel is less sensitive to the initial imperfections than initial buckling. It can be concluded that buckling loads of FSW panels are a bit lower than those of riveted panels whereas carrying capabilities of FSW panels are almost equivalent to those of riveted panels with identical geometries. Finite elem     

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.     

高精度反射器面板精密成形若干关键技术研究

高精度反射器是现代通讯和_军事技术中的重要装备，反射器面板型面精度要求在10^-2mm量级，非常规工艺所能达到。基于点阵钉模、真空负压、蜂窝夹层原理的精密成形技术是制造高精度反射面板的一项新技术，介绍了其原理和方法。采用开缝和开槽应力松弛技术实现了双曲度不可展曲面面板的精密成形，满足了大型高精度反射器精度指标要求。工程应用表明，采用该工艺方法制造的反射面板重量轻、精度高、型面稳定可靠。