摘要：为准确预测结构的力学特性,使仿真结果精确逼近试验结果,必须对有限元模型进行修正。由于网状可展开天线的有限元模型中存在着各类结构参数且内部索网属于柔性结构,索网索段由于预张力才具有刚度,结构的这一特殊性导致模型修正困难。对3 m可展开天线样机进行了模态测试,在样机自由状态下获取了结构的模态频率和振型;针对可展开天线这种柔性复杂结构模态参数难识别、待修正参数多的特点,对修正参数进行了有针对性的选择;使用基于设计参数灵敏度型的模型修正方法对有限元模型进行了修正,缩小了样机与仿真固有频率和振型之间的误差,得到一种处理含有索网结构的模态测试流程和模型修正方法。

摘要：该文通过裁剪和拼接平面薄膜片来对静电成形薄膜反射面天线的表面进行设计制作。由于抛物面型薄膜反射面是一个不可展开表面,通常由许多平面薄膜片制作而成,将不可避免地降低反射面表面的精度。因此,需要详细地分析裁剪和拼接过程对反射面表面精度的影响,从而获得设计需要的表面精度。该文基于旋转抛物面的无矩理论建立了工作状态的反射面模型,采用常应变三角形单元离散反射面,建立了反射面的展平和拼接有限元模型。将同口径反射面沿经线划分若干组不同数量子曲面,通过子曲面进行展平和拼接数值仿真分析,对薄膜反射面进行裁剪设计。最后,制作了0.55 m口径的薄膜反射器,并进行了摄影测量实验。验证了该方法的有效性,并讨论了制造误差的影响。

摘要：反射面天线广泛应用于射电天文、卫星通信等领域,其电性能与结构制造工艺、安装误差和环境载荷等因素间存在极为复杂的影响关系,因此随着天线口径增大、频段提高,天线设计制造的难度也在不断增加.为突破该技术难题,本文围绕反射面天线机电耦合理论建模与补偿技术发展现状,从误差分类角度分别概述了主面、副面结构变形及馈源位姿偏移等误差对天线电性能的影响,从主动反射面、阵列馈源等技术手段出发,梳理了反射面天线在服役过程中的全路径电性能补偿方法.这些现状梳理,有助于理论方法的创新,更好地完成天线设计,有助于准确预测天线服役性能,更有效地实现全工况下的综合补偿,达到天线的性能指标.

摘要：双反射面天线广泛应用于雷达、卫星通信和射电天文等领域,针对变形双反射面天线的电性能求解问题,本文提出了基于物理光学法的机电耦合分析方法.深入分析了双反射面天线主副反射面变形对天线电性能的影响,通过将主副反射面轴向变形转换为天线远场积分公式中的相位误差影响项,建立了反射面表面结构位移场与天线远场之间的机电耦合关系.进一步将相位误差影响项作一阶泰勒级数展开,使得结构误差从天线远场积分运算中独立出来,通过构建包含主副反射面变形信息的误差矩阵可实现变形反射面天线远场的快速计算.对一个2.2 m天线进行案例分析,结果验证了所提方法的正确性.

摘要：针对空间索膜结构的初始形态设计问题,提出基于力密度方法和控制索网网格面积大小的方法来对边界拉索张力设计和索网形状设计的天线找形迭代策略。首先将薄膜反射面离散为三角形膜单元,得到膜单元的等效力密度,结合索网结构特点,得到索网和薄膜的静力平衡方程。保证索网所有内部索段的张力相等,同时通过控制网格面积大小实现边界索段张力设计。对前索网形状进行设计,根据前索网的抛物面方程,更新前索网自由节点坐标,进而重新调整竖向索张力,同时控制网格面积大小,通过优化迭代过程,实现天线的形态设计。通过径向肋式索膜反射面天线算例表明,该方法能够得到满足形状和张力分布的设计结果。

摘要：大型天线口径大、精度高、结构复杂且长时间在室外工作,日照对天线反射体产生非均匀、实时变化的热变形误差对天线电性能的影响日益突出.本文以景东120 m天线为具体研究对象,通过有限元方法计算在不同的观测姿态和日照环境下天线反射体的非均匀温度分布及其变化规律,探讨主反射面面形在实时变化日照影响下的演变规律,并针对面形非均匀热变形的实时误差开展补偿研究.结果表明,受太阳东升西落的影响,改变天线观测方位角可影响反射体温差变化达4℃,改变天线俯仰角可影响反射体温差变化达1.5℃,说明相同日照环境下,观测方位角对反射体的热影响更大;天线结构热变形在一天中呈现时变性与非均匀性,其中14时的变形量最大.受日照年度变化的影响,改变天线观测方位角将影响反射体温差呈增大、减小再增大的变化规律,其中夏季中午温度标准差最小,为0.1;对应地,反射体热变形全年呈增大、减小再增大的变化规律,其中冬季热变形最大,达2.6 mm,其余季节最大为2 mm,说明冬季日照对天线反射体的热影响更大.基于反射体热误差变化规律,引入误差耦合原理,分析反射体热变形误差,并通过馈源调整机构实现补偿.本文提出的反射体热变形仿真技术及馈源补偿方法可为提升大型天线指向精度提供理论基础与技术支持.

摘要：针对环形网状可展开天线索网结构的初始形态设计问题,提出一种基于力密度思想的找形与找力相结合的优化迭代设计方法。该方法将索网结构初始形态设计分为前、后索网设计两部分。通过优化迭代的方法设计前索网,在满足网面精度要求的条件下,实现前索网所有内部索段的张力相等、边界索段与内部索段的最大张力比最小;根据前索网的形和力,在调整索保持竖直、后索网满足高度要求的条件下,通过优化实现后索网最大张力比最小。仿真算例表明,对于旋转抛物面和偏置抛物面索网结构,该方法与现有方法相比,均可进一步提高索网张力的均匀性,该方法正确有效。

摘要：针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化设计模型,对调整机构支腿的布局进行了优化设计。同时,考虑到加强筋安装位置和型材受限,利用连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓扑优化转换为连续变量拓扑优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。采用上述方法对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果。

摘要：为制作高精度的静电成形薄膜反射面,首先利用遗传算法与梯度法的两级优化方法对各电极进行布局优化;基于优化思想在给定电压、索拉力和理想膜面的情况下,求解初始膜面的形状参数,获得无应力初始膜面;对无应力初始膜面进行裁剪分析,利用等效力学的方法进行曲面展平,得到平面裁剪片;基于有限元思想将平面裁剪片拼接得到初始膜面状态,施加静电力和索拉力后,得到理论上的拼接反射面最终成形状态。基于上述理论设计0.55 m静电成形薄膜反射面天线模型,基于Digimetric软件建立摄像测量系统,对薄膜反射面模型进行形面精度测量,通过反复的测量和形面调整,膜面精度达到0.13 mm,验证了高精度制作的可实现性。

摘要：针对可展开天线这一大跨度索梁组合结构体系,提出了一种可以考虑体系中梁单元影响的天线索网结构形态设计方法。该方法将可展开天线中的索网结构划分为具有确定形状要求的内部索网及与刚性外框相连的边界索网两部分。对于内部索网采用平衡矩阵分析法优化计算出索网中各索段的合理预张力值;对于边界索网则通过跟踪其与天线梁单元连接节点在预张力作用下的位置变化来计入天线刚性外框对索网的影响,并通过对形状变化后的索网进行迭代计算来得到各索段的预张力分布值。依据该文方法编制了相应的迭代计算程序,并通过算例分析验证了上述方法的正确性。