高刚度箱型副反射面结构设计

设计了一种高刚度箱型副反射面结构。副反射面由上下两部分组成,通过胶粘工艺粘接形成箱型,有效提高副反射面的面型精度及扭转刚度。通过有限元仿真软件,对比分析辐射筋板结构形式副反射面与箱型结构形式副反射面在不同工况下的变形及刚度。仿真结果表明,箱型结构形式副反射面具有面型精度高、扭转刚度大等优点。

大型射电望远镜天线副反射面调整系统设计与实验研究

为满足大型射电望远镜天线运动过程中由于重力变形而引起的天线性能和指向的变化以及L频段馈源工作任务,根据多自由度调整以及工作空间范围等设计要求确定了"上海65米射电望远镜系统"天线副反射面调整机构的构型;在满足天线工作任务要求的基础上,对机构进行了构型尺寸参数优化,并在各个尺寸参数优化确定后对天线副面调整机构进行了结构设计;对天线副面调整机构进行了标定实验,并开展了副面调整机构动态跟踪精度测量实验研究,实验结果均达到了设计要求。面向工程实际任务进行设计与实验研究,研究成果对并联机构真正应用于工程实践具有重要的指导意义。

射电望远镜天线副反射面并联调整机构设计

紧密结合上海天文台65m射电望远镜副反射面位姿调整任务要求,提出采用并联式Stewart平台作为副反射面调整机构,基于天线主面和副面全位姿工作状态下各杆受力最优,并兼顾工作空间及避免杆件间干涉等因素,开展副面调整机构构型综合设计,获得了满足预期性能要求的机构构型参数,并求解出该构型下机构的工作空间,验证了构型参数综合设计方法的有效性。面向实际任务进行机构设计,研究内容对并联机构真正应用于工程实践具有重要的指导意义。

复合材料多频选择性天线副反射面的研制

针对S/X/Ku/Ka四频段选择性天线副反射面的技术要求,从蒙皮材料、夹芯材料和粘接材料的选材方面,选出适合四频段等多频段的透波材料体系。通过对曲面振子成型工艺和副反射面成型工艺优化,掌握了工艺稳定性好、成品率高的高精度曲面偶极振子成型技术。最终成功研制出四频段选择性副反射面,其型面精度为0.08mm(r.m.s.),S和Ku频段的透射传输损耗均小于0.25dB。

基于应变的变形副反射面位姿形貌快速重构方法

随着双反射面天线口径的增大、工作频段的升高,天线对副反射面的精度要求也越来越高.当天线受到自重以及风荷、温度等外界因素的影响时,为了更好地保证满足天线的高指向精度等电性能要求,基于应变传感器和模态叠加原理,分别利用天线变形后副反射面支撑腿与副反射面自身结构的应变值来快速重构副反射面的位姿、形貌,便于副反射面调整机构对其进行实时修正,以实现更加精准的主副反射面位置匹配,降低因天线结构变形造成的波束指向误差和增益损失.

MSC.Patran/Nastran在65m天线副反射面优化中的应用

采用MSC.Patran/Nastran软件建立及优化有限元模型,对65m天线副反射面背架结构进行优化分析。以背架各杆件半径值为设计变量,以背架变形值及应力值为约束条件,寻求使背架结构重量最轻的设计方案。根据仿真结果,对原背架结构设计进行了改进。

一种重新赋形副反射面的环焦天线设计

首先针对相同口径的环焦天线主反射面通用化需求,对双反射面天线的发展背景和环焦天线优点及赋形机理进行了简要介绍,然后提出了一种在不改变环焦天线的主反射面曲线的基础上,改变馈源照射角和重新赋形环焦天线副反射面曲线的设计方法,最后依据提出的设计方法给出了设计仿真计算,计算结果满足工程需求,避免了天线主反射面重新开模具,实现了环焦天线主反射面通用化,大大降低了天线的生产成本。

基于光电测量的船载测控天线副反射面位置检测

为消除馈源偏焦对天线跟踪性能的影响,首先,介绍了格里高利天线的结构及原理,分析了馈源偏焦对天线性能的影响;其次,采用光电测量原理,提出了基于光学检测的副反射面和馈源相对位置变化检测方法,通过比对测量电压值与标称电压值,从而为判断馈源是否偏焦提供依据,为设备问题的分析判断及故障的排查提供保障;最后,进行了半实物仿真实验,通过实验数据分析,结果表明该方法是有效的。

基于反射阵技术的平面型副反射面设计方法

提出一种基于反射阵技术的平面型副反射面设计方法。根据双反射面天线的焦点变换关系,得到了平面型副反射面的相位补偿规律。采用开口环形单元设计了一种平面型副反射面,将初级馈源±20°的入射波束转化为照射角为±35°的散射波束。仿真对比了散射波束照射天线主面的口径效率。采用所设计的平面型副反射面,天线口径效率达到61.14%,与金属副面64.02%的口径效率相差无几。平面型副反射面采用印制板工艺制作,具有精度高和成本低的技术优势。

一种副反射面为椭球面的天线反射体测量技术

针对副反射面为非对称椭球面形式的多馈源、多频段天线反射体,需要对天线主反射面表面准确度、副反射面表面准确度及主反射面电轴、副反射面电轴和馈源系统中心轴的同轴度进行精确的测量和调整。应用数字工业摄影测量系统,以副反射面六杆联动机构的旋转中心轴为基准,对副反射面表面准确度进行精密测量和调整;在天线俯仰35°位置,以馈源系统中心轴为基准对主反射面表面准确度和副反射面姿态进行精密测量和调整。主反射面表面准确度优于±0.30 mm;副反射面表面准确度优于±0.11 mm;副反射面电轴和主反射面电轴的同轴度优于0.5 mm时,测试天线系统接收S频段和X频段信号的方向图,综合电气性能满足指标要求。

基于三坐标测量机的副反射面测量技术

针对高频反射面天线中对其表面精度要求高的问题,提出了基于三坐标测量机的副反射面测量方案。通过理论分析给出了副反射面测量过程中三坐标测量机的采点方案,将曲面测量转化为曲线测量;讨论了测量数据处理中测头半径补偿和曲线匹配等关键问题,消除了系统误差的影响,提高了测量精度;得到了被测副反射面的表面精度,并用图形表示出来。理论和实验表明该测量方案的有效性。

S/X波段频率选择副反射面的设计与测试

频率选择表面在多频段反射面天线设计中获得广泛应用。简述了频率选择副反射面的工作原理。介绍了用模式匹配法分析设计频率选择副反射面的方法。给出了某工程应用的S/X波段4.2m天线频率选择副反射面设计例子。简述了频率选择副反射面的测量方法程序,并给出了S/X波段4.2m天线频率选择副反射面的测试结果。结果表明:频率选择副反射面的传输系数和反射系数满足工程设计要求。

高精度碳纤维环焦天线副反射面的研制

针对环焦天线副反射面的特点,提出了一种新的碳纤维复合材料环焦副反射面的设计方法和制造技术,通过对夹芯材料的优化和蒙皮零膨胀铺层的设计,实现了副反射面的一体化结构设计,在成型过程中,重点考虑了环焦副反射面凸尖的铺覆方法和芯材精度控制,并对成型工艺参数进行了优化,实现了高精度碳纤维复合材料环焦副反射面的研制,所研制的副反射面型面精度优于0.06mm(r.m.s),满足设计要求,电性能测试效果良好。

高精度碳纤维复合材料副反射面天线制备工艺

文摘分析了模具选材、装配工艺过程及机加工工艺对高精度CFC副反射面天线制备的影响,研究了高精度CFC副反射面制备工艺的关键技术,进行了模具材料比较、装配工艺优化及机加工验证试验。结果表明,殷钢是制备高精度CFC副反射面天线的较理想模具材料;在夹层结构装配时采用外蒙皮原位装配技术并单独适配过渡区的蜂窝可有效避免天线型面精度超差;机加工辅助工装与三维摄影测量系统相结合的措施可有效确保装配基准点的高形位精度并大幅缩短天线加工周期。

副反射面天线的驱动机构设计

介绍一种新型的丝杆螺母天线传动机构,该机构利用可调挡块实现了很高的重复定位精度,在只有两根控制线的条件下,通过机电结合的方法,实现了对传动过程的往返和制动的缓冲,克服了过冲带来的锁死,并可方便地进行手调,成功地完成了特殊条件下的驱动和控制.

大型深空测控天线副反射面控制技术

针对大口径、高频段深空测控天线主/副反射面变形引起的天线电性能下降问题,采用副反射面控制技术实现天线的电性能补偿。首先,在分析并联机构数学模型的基础上,结合并联机构坐标系定义,给出六自由度并联机构位姿的正、逆解;其次,根据变形后天线形状采用抛物面拟合法给出副反射面位姿与仰角的关系,这样在天线实时运动过程中,可根据仰角查找出副反射面位姿最佳工作点;最后通过六自由度并联机构正、逆解及控制算法控制副反射面到最佳位置和姿态上。理论分析和工程实践表明,副反射面控制技术通过控制副反射面中心到最佳焦点位姿上,可实现对天线电性能的有效补偿。六自由度并联机构控制具有自身承载力强,位置、姿态控制灵活等特点,适合于大型天线副反射面实时精密控制。

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,形成了一套可行的施工方法,成功完成了大型副反射面及馈源的更换工作,且最终天线的各项结构和电气技术指标均满足要求。该方法首次应用于罩内大型天线副反射面及馈源的改造,可为后续该类大型天线的现场改造提供指导。

天线双弯曲副反射面的有限元分析

在星载雷达天线系统中,为了产生可变的远场辐射模式,通常将雷达天线的副反射面设计成机械可调结构,从而通过副反射面的形变获得不同的照射波束。文中利用有限元方法,在分析副反射面的形变时,将三角壳元分解为平面内伸缩与平面外偏转两种运动方式,从理论上推导了三角壳元的应力-位移公式,从而快速得到副反射面的全局位移矢量,极大地减少了系统的计算时间,提高了系统的反应速度。

基于石英晶片镀膜工艺的Ka波段天线副反射面设计与实现

卫星通信系统中使用频率选择表面作为抛物面天线的副反射面,是实现频率复用、提高天线工作效率的有效手段.本文运用模匹配法对频率选择表面单元进行分析计算,并采用精细石英晶片镀膜工艺,实现了Ka波段的频率选择表面构成的天线副反射面.数值和实验结果均表明,该反射面具有良好的角度稳定性及交叉极化特性,同时通带内的插入损耗和阻带的回波损耗都处于较低水平,保证了天线在其工作频带内的高增益.Ka波段的频率选择表面副反射面的研制顺应了当今卫星通信宽频带、窄波束和小型化的发展趋势.

65m射电望远镜天线副面调整机构标定研究

结合65m天线副反射面位姿调整任务要求,研究天线副反射面调整机构的标定问题。制定出副面调整机构标定流程与方案,利用激光跟踪仪测量机构动平台位姿,根据运动参数的实测信息,由并联机构学理论构造误差函数,并以误差函数最小化为目标进行机构运动学参数辨识;开发完成标定算法,对副面调整机构进行运动学标定,求解获得满足预期精度要求的结构参数,并对机构参数进行补偿。面向工程实际任务开展标定研究,研究结果对并联机构真正应用于工程实践具有重要的指导意义。