5米可展开索网天线的结构设计

发布时间：2017-10-07 14:43

  本文关键词：5米可展开索网天线的结构设计

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【摘要】：大型可展开索网天线是近年来备受各国宇航界学者关注的一种空间可展开天线结构形式。可展开索网天线的性能取决于索网找形和天线桁架设计。本文首先介绍了可展开索网天线的找形方法,其次以型面精度为指标设计索网桁架组合结构,最后对设计的索网天线进行热分析和模态分析,具体内容及成果如下:1、以索网天线的型面误差最小为设计目标,采用了一种力密度找形方法,找形的结果是使网面内各索段的索力均相等,所得到的网面节点均落在理想抛物面上,为带桁架网状天线的设计奠定基础。2、为优化设计带预应力的环形桁架索网天线,提出了基于结构系统力学设计的思想。详细阐述了稳定双层张力网对称设计方法,对称布置并优化了网面系统的张力分布,使得索网天线的拉力均匀性较好。偏馈形式天线由于没有馈源的遮挡,电性能优于正馈形式天线。对于偏馈索网天线,不同的天线反射面切割方法导致反射面会有不同的位置,常用的切割方法有两种:竖方向投影切割法和斜方向投影切割法。针对竖方向投影切割法,推导了截取相贯线方程并论证了椭圆桁架索网天线的最外圈节点在同一个平面上。斜方向投影切割法实现了截取方式的任意角度旋转,为能够选出较优的节点组合提供了可能。3、对索网天线进行热分析,优化设计索网天线的结构,使得天线在由温度变化引起的热变形时仍能满足天线电性能的要求。通过ANSYS热分析对比两种偏馈索网天线的热稳定性,方法是对所有节点施加恒温载荷来模拟温度对型面精度保持能力的影响。仿真结果表明,在温度变化相同的情况下,圆形桁架偏馈天线的热稳定性优于椭圆桁架偏馈天线。4、通过计算两种偏馈索网天线的固有频率,对比发现相同质量、口径的两种偏馈索网天线的刚度近似相同。通过提取索网天线的模态有效质量,来更加直观地分析了索网天线的结构模态特征情况。
【关键词】：索网天线 预张力设计 热分析 模态分析
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究背景15
• 1.2 星载可展开索网天线研究现状15-21
• 1.2.1 国外星载天线研究现状与分析15-20
• 1.2.2 国内星载天线研究现状与分析20-21
• 1.3 本文的主要内容和安排21-23
• 第二章 索网天线的型面设计23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 索网型面的网格布置形式23-25
• 2.3 索网天线的网格生成方法25-26
• 2.4 索网天线找形方法26-29
• 2.4.1 索网天线找形方法的概述26-27
• 2.4.2 力密度找形方法的原理27-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 带桁架索网天线的设计31-51
• 3.1 引言31
• 3.2 偏馈网状反射面位置确定31-35
• 3.3 带桁架偏馈索网天线的设计35-49
• 3.3.1 椭圆桁架的索网结构设计36-43
• 3.3.2 圆形桁架的索网结构设计43-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 索网天线的热分析51-57
• 4.1 引言51
• 4.2 偏馈索网天线的热分析方法51-54
• 4.2.1 天线热分析方法51-52
• 4.2.2 索网天线的热分析建模52-54
• 4.3 热分析结果54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 索网天线的模态分析57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 模态分析的原理介绍57-60
• 5.3 椭圆桁架的索网天线模态分析60-63
• 5.4 圆形桁架的索网天线模态分析63-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 结论和展望67-69
• 6.1 研究结论67
• 6.2 研究展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

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