紧缩场新型数控馈源定位装置系统研发

介绍了一个新型的可以进行偏焦测量的数控馈源定位装置。该装置利用伺服电机进行驱动,使得馈源相位中心实现横向和纵向的高精度运动,紧缩场内可以在偏焦状态下进行电磁测量。在实验过程中已经确定了一条精确的偏焦轨迹线,并且已经写入了控制程序,方便以后的实验。该系统采用倍福TwinCAT软PLC控制伺服电机精确地完成运动;上位机界面采用C#进行开发,实现了较好的人机交互,方便了实际操作。该馈源定位装置已经在某紧缩场中得到了实际应用,定位精度等也都达到了设计要求。     

天线罩内大型天线副反射面及馈源更换技术

天线罩内空间紧凑,无法使用大型施工设备对大型部件进行施工改造.为了解决这一难题,文中研究了更换天线罩内大型天线副反射面及馈源的技术.提出了利用天线自身的俯仰运动进行吊装,并结合电葫芦长距离提升的优点,实现在天线罩内进行大型天线顶端吊装更换副反射面及馈源的施工方法.通过优化施工流程,分析关键位置的受力情况,形成了一套可行...     

雷达天线馈源口面位置的确定

以两种雷达天线为例,对天线馈源口面位置的调整方法和口面的定位方式作了分析,提出设计与制造中需要注意的有关问题。     

大射电望远镜馈源舱系统Stewart平台的技术研究

FAST大射电望远镜以中科院国家天文台为研制总体,其Stewart平台作为馈源舱内部接收机平台的精调机构,用于减少和抑制整个馈源舱的风激扰动影响,并对馈源运动轨迹进行精调定位。基于目前馈源舱系统的设计输入,完成了Stewart平台的构型选择和参数确定,进而分别从下平台、上平台和伸缩支杆三方面进行Stewart平台的详细结构设计。在结构设计的基础上,利用有限元分析软件ANSYS分别对下平台、上平台和伸缩支杆进行了力学分析。结果表明,该Stewart平台满足设计需求。     

几种馈源展开图尺寸的确定

<正> 馈源是天线系统的重要组成部分。在实际应用中,馈源具有多种结构形式。考虑到加工精度,成本和周期等方面的因素,馈源可以采用焊接、电铸、切削加工等方法进行制造。有一些馈源采用板材(通常是铜板)焊接时,确定其某些零件展开图的尺寸往往成为设计中具有一定难度的问题。本文导出了三种馈源,即扇形喇叭、盒式喇叭和矩形-圆锥形喇叭的某些零件展开图尺寸的计算公式,提供了相应的 BASIC 程序,并举例说明了这三种馈源利用程序进行计算的结果。     

某紧缩场反射面面板的设计

叙述了某紧缩场反射面面板的一些设计问题,给出了计算方法,并根据计算结果制造出面板。该面板精度经检测完全符合要求。     

太阳辐照500m口径球面射电望远镜的温度分布

为了掌握500 m口径球面射电望远镜(FAST)在太阳辐照下的温度分布,弱化它的"太阳灶"问题,保护馈源舱内相关仪器,对太阳辐照FAST温度场进行了研究,包括太阳相关参数研究、"太阳灶"问题解析及热流计算、台址地貌对FAST的阳光遮挡及不同工况下的FAST温度分布等.结果表明,FAST馈源舱温度分布不仅与反射面反射率、...     

大射电望远镜FAST的控制与GPS动态检测

本文讨论了大型球面射电望远镜舱体系系统的分布式控制方案及其实现形式,提出了悬索长度的P－PID双模控制策略;运用稳定边界整定法与单形替换优化法相结合得到了位置环PID参数的整定结果;依据GPS载波相位差分精密动态定位原理,分析了馈源舱位姿GPS动态检测系统的组成,并给出了在动态检测时需要使用的馈源舱闰姿转换矩阵和求解方程,与GPS动态定位系统相结合就可以完成对馈源舱位姿的跟踪检测,实现舱体的闭环控制。     

FAST 馈源舱动力学设计及扰动抑制技术

为了实现500 m 口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST）的高精度指向观测,对柔性基础上的馈源舱控制精度进行了系统研究。通过轻量化高刚度的结构设计、运动与控制联合仿真、半实物仿真试验以及现场调试等措施,保证了馈源舱的动力学性能。通过 AB 轴和Stewart 组成的二次调整装置,采用大范围、高精度和高采样率的测量控制技术实现了馈源舱在百米大尺度空间内,克服高空风扰、钢索振动及自身的运动耦合等影响,将馈源定位于瞬时焦点。     

FAST馈源舱系统动态特性联合仿真研究

对某500m口径球面射电望远镜(FAST)馈源舱系统进行了联合仿真,首先建立了整个馈源舱系统的Adams舱索模型、机构的运动学反解以及外界风扰的数学模型,利用Adams和MATLAB进行了联合仿真,得到了馈源舱系统的动态特性,验证了在存在外界风扰时馈源舱系统控制的可行性。证明了所设计的馈源舱系统满足设计要求,为所设计的馈源舱机构达到系统要求的精度提供了重要保障。论文的研究内容对并联柔性系统在实际工程中的应用实践具有重要的指导意义。     

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...     

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。     

Effect of Facet Displacement on Radiation Field and Its Application for Panel Adjustment of Large Reflector Antenna

Large reflector antennas are widely used in radars, satellite communication, radio astronomy, and so on. The rapid developments in these fields have created demands for development of better performance and higher surface accuracy. However, low accuracy and low efficiency are the common disadvantages for traditional panel alignment and adjustment. In order to improve the surface accuracy of large reflector antenna, a new method is presented to determinate panel adjustment values from far field pattern. Based on the method of Physical Optics (PO), the effect of panel facet displacement on radiation field value is derived. Then the linear system is constructed between panel adjustment vector and far field pattern. Using the method of Singular Value Decomposition (SVD), the adjustment value for all panel adjustors are obtained by solving the linear equations. An experiment is conducted on a 3.7 m reflector antenna with 12 segmented panels. The results of simulation and test are similar, which shows that the presented method is feasible. Moreover, the discussion about validation shows that the method can be used for many cases of reflector shape. The proposed research provides the instruction to adjust surface panels efficiently and accurately.     

射电望远镜主动反射面系统的控制

针对新疆奇台110m射电望远镜主动反射面控制技术的要求,设计和研制了一种新型的位移促动器和位移控制系统,并采用双频激光干涉仪对多个位移促动器及其控制系统进行了全面检测。位移促动器采用了基于涡轮蜗杆加滚珠丝杆的高精度结构设计方案,控制器系统采用了ARM微处理器。最后选择S曲线加速控制方法,设计了主动反射面控制系统硬件平台和软件算法。基于双频激光干涉仪和光学隔振平台在恒温超洁净条件下进行了系列测试。结果表明:系统实现了行程范围为30mm,控制精度为5μm RMS的快速精密控制;在额定负载300kg,步长2mm,行程30mm范围内,实测结果平均值与理论值偏差为0.04%,标准偏差为3.67μm。最后,采用测量精度为0.25μm的激光传感器对4块四点支撑的四边形子面板进行了验证检测。结果显示:经多次迭代后主动反射面控制闭环系统的控制精度小于5μm RMS,远远优于3mm波段射电望远镜主动反射面控制的技术要求。     

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。     

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.     

高刚重比天线结构刚强度优化设计与分析

天线的发射和接收性能取决于反射面的形面精度,而结构刚强度是决定天线反射面形面精度的主要指标,因此对天线结构进行优化设计非常必要。文中提出了一种具有高刚重比的车载天线结构,采用ANSYS有限元分析软件对天线自重、抗风载荷和振动载荷性能进行了力学仿真分析。仿真结果表明,井形背架结构和桁架形背架结构均可为反射面提供高刚度的结构支撑,桁架形背架结构在强度方面优于井形背架结构,其最大应力值比井形背架结构的最大应力值小43.8 MPa,从而验证了该高刚重比车载天线结构优化设计的合理性和可靠性,可为同类型天线的设计提供理论支撑。