基于全空域跟踪的椭球型天线桁架设计及标校方法

为满足某卫星工程的测控需求,进一步提高测控网综合测控能力和覆盖范围,提出了一种新型空间椭球天线桁架结构形式及标校方法,满足了全空域、大跨度和高精度的要求。依据大跨度空间桁架理论及有限元分析结果,采用单层空间椭球面网壳的天线桁架构型,通过优化杆件截面、网架形式、跨度和高度等参数实现了对天线桁架承载力的有效分配,合理设计了空间椭球桁架结构及连接方式,并进行了椭球型天线桁架的加工。通过现场测试标定与系统联调,设计加工的椭球型天线桁架达到了系统整体的接收G/T值、第一旁瓣、差波束零深、位置精度和高刚度要求,解决了大型阵列长期运行中定期频繁标校难题,对大尺度阵列天线桁架的设计具有一定的参考意义。

低轨卫星测控系统三轴12 m反射面天线系统的结构设计

针对高码率低轨卫星测控的需求,给出了一种新型三轴12 m X/Ka频段天线的设计思路,通过优化反射面结构型式、材料选择、力学分析、减轻重量,提高天线反射体的精度;进行天线座架驱动链路设计和刚度设计,提高天线系统的谐振频率;通过优化伺服控制与伺服选型设计,提高伺服跟踪控制性能。基于Nastran/Patran有限元软件,对多种工况下的天线承载结构进行了刚度分析、强度分析、面型精度分析与结构固有频率等分析,结果表明典型仰角下的天线主面精度、承载能力及谐振频率均满足要求。依据有限元分析结果,采用高精度碳纤维天线反射体、高刚度A-E-T三轴天线座架、大动态伺服控制的设计方案,合理设计了12 m反射面天线的整体结构形式以及连接形式,并进行了天线实物的加工。所设计加工的12 m反射面天线满足高精度、高刚度、过顶跟踪的性能指标要求,对中大口径天线的设计具有一定的参考意义。

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。