柔索结构大型射电望远镜天线结构设计与分析

发布时间：2020-11-20 05:30

　　 为了满足射电天文观测的要求，中科院国家天文台提出建造大口径射电天文望 远镜(PAST)，以探测遥远宇宙的微弱信息，获得重大的天文发现。主要要求在满 足天线电性能的前提下，尽可能的减小天线造价。 本文的主要任务是针对以上要求，提出设计一种新型的单偏置抛物面天线， 建立了其参数化模型，并分别对不同口径的抛物面天线进行参数化、有限元分析。 本文针对实际的结构方案，考虑天线的工作特性，建立了天线分析模型；在 给定索初应力的前提下，对天线结构进行了非线性静力分析；对天线结构的动力 学分析是本文研究的一个主要内容。通过结构模态分析，找出了结构的内在固有 振动特性；模拟计算了施加于结构的随机风荷，并对结构的随机风振响应作了较 深入的研究。 在分析研究中，发现了结构的抗风能力较差。依据结构低阶振型的振动特性 对结构进行了合理改进。改进后的结构的随机风振响应分析结果表明结构的抗风 能力得到明显提高。 对FAST天线的ADINA有限元模型进行了向ANSYS有限元模型的转换移植工作， 并进行了静力分析与模态分析，结果表明移植后的有限元模型是比较准确的。本 文工作为今后FAST天线的科研工作建立了一个良好的预研基础平台。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH751
【部分图文】：

1967年，冯赫纳(S.VonHoemer)经过研究提出了保型设计思想，即设计一种抛物面天线结构，使变形后的反射面仍为一抛物面。这一设计思想，为更大口径的可动式天线的设计提供了理论基础[2]。图1.1为1971年德国建成一架直径100米的全可动抛物面天线，采用了通过中心框架结构来实现支撑，以减轻结构的重量。另外其特别之处是采用了一个倒置的四棱锥，从四棱锥的顶点向着背架的支撑环成辐射状伸出一组支撑杆和背架连接(如图1.2)，保证了背架受力的对称性3]l。另外，美国国立四大天文台(NARO)研制的100米单天线望远镜(GreenBank了

柔索结构大型射电望远镜天线结构设计与分析Teeslocpe)，采用无遮挡(偏馈)，主动光学等设计。望远镜的反射面由两千多块小反射板拼接而成如图1.3，整个系统使用了精密的自动控制技术，可以消除望远镜转动时产生的重力影响，大幅度提高望远镜在高频波段的性能。GBT镜面达100x110米，如此庞大的结构使其重量达到7711吨，总共耗资7900万美元，如此高昂的造价也是任何其他国家无法承担的。图1.2德国10Om射电望远镜的结构设计图1.3美GBT射电天文望远镜因此，如何在满足天文观测精度的要求下同时使天线造价最低，这就对天线结构设计者提出了一个更高的要求，而在这方面堪称代表的就是印度巨型米波综合孔径射电望远镜(GinatMertewvaeRdaoiTeelsocPe)

100米的全可动抛物面天线，采用了通过中心框架结构来实现支撑，以减轻结构的重量。另外其特别之处是采用了一个倒置的四棱锥，从四棱锥的顶点向着背架的支撑环成辐射状伸出一组支撑杆和背架连接(如图1.2)，保证了背架受力的对称性3]l。另外，美国国立四大天文台(NARO)研制的100米单天线望远镜(GreenBank了
【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 厉建峰;大型光电阵望远镜结构传热分析与设计[D];南京理工大学;2007年

2 李宝洋;基于I-DEAS的星载可展开天线整机参数化建模研究[D];西安电子科技大学;2012年

3 韩生弟;天线结构变形测量中应变传感器的布置研究[D];西安电子科技大学;2013年

本文编号：2891022