空间充气天线反射器受冲击气体质量损失分析

为了获得空间粒子撞击对结构性能的影响规律,开展了对某型号空间充气展开天线反射器受空间粒子冲击作用下的内部气体质量损失和内部充气压力变化的分析.结果表明:气体质量损失与时间呈平方递增关系,且随入射粒子的直径以及内部充气压力的增加而增加.消除反射面薄膜褶皱的最优内部充气压力为12 Pa.薄膜材料的充气圆环内部充气压力至少要达到16.8 kPa.分析结果为空间充气展开天线反射器表面精度控制提供依据.

星载抛物面天线反射器太阳辐射热流分析

太阳辐射是在轨抛物面天线反射器产生变形并导致其电性能下降的重要因素.针对天线轨道位置的时变性及抛物反射器的几何特点,讨论了太阳辐射光线与轨道面的夹角、进出地球阴影区的时刻等参数.根据抛物面方程以及太阳光辐射向量,运用几何方法分析抛物面天线的自遮挡作用,并给出了相应的判据,同时利用坐标变换实现天线反射面的对地指向不变.该方法实现对在轨抛物面天线反射器的太阳辐射热流的实时分析,为准确分析反射器的热变形或热颤提供条件.

基于纤维缠绕技术的自适应天线反射器

现代信息社会越来越需要更大的通讯能力 ,这种需要可通过发展更高的远程通讯频率来满足 ,为实现此目的 ,使用发射天线的卫星通讯系统。德国宇航研究院结构力学研究所正在研制一种新的、用于卫星天线发射器的自适应结构体系。本文介绍了一种直径为 90 0毫米的抛物面型叠层发射器的制造工艺。该卫星天线发射器叠层材料为中等弹性模量的碳纤维——环氧树脂面板和带有集成激励控制驱动器的铝蜂窝夹芯。并将给出驱动器封装的制造 ,纤维缠绕过程和驱动器的装配方法。本文介绍了这一新的设计思想和具有高效控制 ,高热稳定性及经济的、重量轻的自适应智能天线反射器结构。

柔性自回弹天线反射器结构厚度的优化

文章以结构质量最轻为目标,对反射器一阶固有频率和外力作用下节点位移进行约束来优化柔性自回弹天线反射器的结构厚度。根据优化结果并结合实际工艺,给出了设计建议值。对优化前后的设计分别进行了正则模态和外力作用下收拢时的非线性分析,验证了设计改进的可行性。

卫星天线反射器展开冲击速度及力矩的确定

叙述了对卫星天线反射器的展开冲击所进行的计算分析及试验验证,包括速度冲击计算分析的模型、展开过程的分析方法及所需参数的计算确定、展开终止时转动角速度的试验测定等,最后给出了对两套天线的计算及测试结果。

偏置抛物面卫星天线反射器固化变形分析

偏置抛物面卫星天线反射器由碳纤维预浸料铺制而成,在固化过程中通常会出现热变形、固化收缩变形及机械变形等,且过大的变形会导致反射器反射信号产生偏差。为了有效预测天线反射器在热压罐固化过程中的变形,本文采用线性黏弹性本构模型表征纤维增强复合材料在固化过程中的应力-应变关系。采用顺序热-力耦合分析法,对天线反射器内部温度场、固化度场及位移场的分布进行建模,并对铺层结构及降温速率对天线反射器变形的影响开展研究。结果表明:相较于纯0°铺层结构,正交和准各向同性铺层天线反射器z向变形量减小了51%以上,且降低降温速率有助于提高天线反射器的固化型面变形。

高精度复合材料天线反射器结构与热变形仿真优化分析

针对卫星用高精度复合材料反射器,分别采用Hyperworks和Msc.Patran/Nastran有限元软件,对蜂窝夹层复合材料天线的强度、模态以及不同工况下的热稳定性进行了仿真分析,并采用Hyperworks对反射器进行了结构优化。通过仿真结果分析发现,采用两种软件的复合材料天线反射器的强度、模态和热变形数值解相近,说明Hyperworks和Msc.Patran/Nastran在复合材料结构和热变形仿真方面具有良好的通用性。同时,基频仿真分析结果与试验结果一致,说明仿真分析对于结构设计具有指导性。此外,对反射器结构优化使得结构重量降低了8.5%,基频提高了19.7%。

通信卫星用先进复合材料天线反射器

本文讨论了先进复合材料在RCA公司研制的通信卫星天线反射器上的应用。对各种类型天线反射器系统以及它们的特殊材料和结构要求作了评述。文中对各种类型先进复合材料反射器的力学设计、分析及试验结果作了介绍,可展开、频率复用、网格凯芙拉纤维反射器和大型、可展开、高频率碳纤维反射器有关的特殊问题进行了详细的讨论,并提出了可展开复合材料反射器热变形控制的新方案。

碳纤维复合材料高精度天线反射器的制造技术研究

随着航天技术的迅速发展,航天产品上使用的复合材料制件也越来越多,并呈现零件尺寸大、孔位精度高、外形结构复杂等特点。其中,复合材料天线反射器是航天产品复合材料制件中的一项重要部件,每颗航天卫星的用途不同,需要配套的反射器口径尺寸、型面精度需求也不同。近年来,碳纤维复合材料天线反射器趋向大口径、高精度方向发展,按照以往传统的制造工艺,已经无法满足航天卫星产品发展的需求。该文主要针对碳纤维复合材料高精度天线反射器的制造技术进行研究,研制满足设计精度要求的碳纤维复合材料反射器。

哈里斯公司推出新的空间天线反射器解决方案

据satnews网站报道,哈里斯公司推出了一种下一代空间天线反射器解决方案,提供卫星和地面站之间的关键通信链路。哈里斯的周边桁架设计相比行业竞争对手和传统的反射器更轻、更紧凑。收藏时,该反射器比目前现有的行业结构短30%,质量比传统设计轻50%,为卫星和任务设计者将质量重新分配到其他有效载荷创造了更大的灵活性。周边桁架的尺寸从直径3m到22m不等。新反射器结构采用复合结构和哈里斯专有的高频网格,旨在满足对更精确、更紧凑和更轻反射器日益增长的的需求。

基于P-CS模型与数字孪生的星载天线反射器形面鲁棒性控制方法

星载天线反射器形面精度对其电磁性能影响至关重要,基于压电作动器的形面主动控制方法是保障反射器在轨服役期间形面精度的一个有效手段。本文考虑反射器结构在轨期间的材料属性时变不确定性,结合数字孪生技术提出了一种反射器形面鲁棒性主动控制方法。首先,将材料属性在概率-凸集模型(P-CS)下统一量化,并基于贝叶斯理论和位移监测实现数据驱动的模型动态更新;其次,以反射器结构面外位移鲁棒性作为结构形面精度不确定性评价指标,建立作动器电压布局优化模型,并用空间场函数描述电压布局形式,实现大规模离散设计变量的降维映射。该动态更新布局优化模型可分解为一系列序列子优化问题,基于代理模型优化算法进行求解。最后,将本文方法应用于六边形反射器形面主动控制问题中,分别讨论了施加不同种电压约束的情况,数值算例验证了本算法的有效性和适用性。

星载蜂窝夹层结构固面天线反射器的热变形

针对固面天线反射器在轨运行时自身结构因素受环境温度变化引起热变形的问题,以一口径为1.2m的星载蜂窝夹层结构固面反射器为研究对象,首先采用有限元仿真软件详细分析了温度由20℃降到-80℃时,不同蒙皮材料、胶层厚度、蜂窝刚度和蜂窝的热膨胀系数(CTE)对反射器热变形型面精度均方根(RMS)的影响规律,其次采用热压罐成型工艺制备了M55J和T300蒙皮材料的两种典型蜂窝夹层结构反射器对仿真结果进行试验验证。结果表明:M55J蒙皮材料发射器的热变形比T300蒙皮材料反射器的小,同时发现发射器的热变形与胶层的厚度基本呈线性关系,胶层厚度越薄,反射器的热变形越小,且当胶层厚度一定时,蜂窝的热变形占主导因素,其刚度变化值提升2倍时影响趋势突变,此时蒙皮刚度对蜂窝热变形的抑制作用明显,当蜂窝的CTE改变11倍时,反射器热变形RMS改变值大于80%。经试验测得环境温度由20℃降到-80℃时两种典型反射器的热变形的RMS值和仿真计算差值分别为15.7%和15.2%,证明仿真结果可靠,可通过优化相应的结构参数为星载天线反射器的设计提供参考。

反射器天线的散射截面积

导出了任意旋转凹曲面天线的散射场计算公式。单反射面的镜面场由几何光学法(GO)得到,非轴向绕射场由一致性绕射理论(UTD)得到,轴向绕射场由等效电磁流法得到。对于卡塞格伦等型式的双反射器天线,总散射场应该是主、副面绕射场,副面镜面场和反射绕射场等各项的相位相加。文中给出了某些天线单站散射截面(RCS)的计算和实验结果。这种方法很容易推广到双站情况。

带有有限大平板反射器的曲线振子天线阵的分析与优化

本文利用矩量法和几何绕射理论相结合的混合技术对带有有限大平板反射器的曲线振子天线阵的特性进行了求解，并以天线增益为目标函数对部分曲线振子天线阵的形状和结构进行了优化。

反射器天线的单站雷达截面积

本文用几何光学法计算反射器天线的镜面场,用等效电磁流法(根据物理绕射论与与电流线积分公式导出)计算边缘的绕射场,得到了任意旋转反射器天线在任意极化平面波入射下的单站雷达截面积(RCS)的计算公式,并给出了一些典型的数值计算结果及相应的立体RCS图。在水平和垂直极化入射下,本文理论值与已有的实验结果以及与一致性绕射理论的结果吻合较好。

菲涅尔区相位修正平面反射器天线的偏轴扫描特性

菲涅尔区相位修正平面反射器天线具有较好的偏轴扫描特性。作者以物理光学方法为手段，通过考察该类反射器对不同角度入射平面波所形成的聚焦场，从理论上深入探讨其偏轴扫描特性。数值计算所给出的一组曲线有助于对该类平面反射器的实际设计。

角形反射器天线的分析与改进

文章分析了广泛运用的角形反射器天线的一些性能 ,在此基础上提出了一种改进角形反射器天线的方法 ,并通过计算仿真结果对比了改进前后的性能指标的提高 。

一种宽频带、近场馈电的机械扫描平面(圆盘)反射器天线

本文分析了一种宽频带，近场喇叭馈电的平面圆盘反射器机械扫描天线。天线的组成见图1。平面圆盘被处在近场区域中的喇叭照射．并绕着喇叭轴旋转使圆盘散射场形成的波瓣在水平面内扫描。采用矢量Kirchhoff公式计算由喇叭照射在圆盘表面引起的磁场，并应用物理光学方法计算圆盘产生的散射场，即圆盘的散射波瓣，其中还包括喇叭的直接辐射场。计算结果基本上与实测结果吻合。因此本文的方法可用于宽频带，机械扫描平面反射器天线的设计。

航天器高性能固面天线反射器激光刻蚀制造技术

随着卫星通信技术的发展，极化敏感及多频共用固面天线具有的高信噪比、强抗干扰能力、高增益是国际上先进通信卫星广泛采用的技术，可有效提升卫星整体的技术水平和经济效益，对我国后续通信卫星的水平提升及发展具有重要影响。

反射器夹层面板精密成形原理

对高精度、大面积不可展双曲反射面的制造问题 ,提出了基于“离散钉模、真空负压、蜂窝夹层、应力释放、回弹补偿”的高精度反射面板成形原理 ;建立了四边自由面内多点约束的薄板大挠度弯曲解法及夹层板成形过程仿真模型 ,用于确定成形工艺参数 ;利用动力显式和静力隐式算法相结合的方法实现成形过程仿真 ;通过开缝和开槽方法释放面内压应力 ,确定了面板开缝和开槽方案 ;通过逆向修正离散模包络面 ,使其与成形模拟得到的夹层板型面误差最小 ,得到模具修正因子 ,补偿回弹误差 .在此基础上开发了夹层板精密成形CAE系统 .该方法制造的面板型面精度RMS达到 2 5 μm以下 。