【摘 要】
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随着空间技术的发展,许多国家对星载天线,尤其是可展开索网天线的研究越来越深入,其中一个重要的研究点就是可展开索网天线的形态优化设计。本文以可展开索网天线为研究目标,重点
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随着空间技术的发展,许多国家对星载天线,尤其是可展开索网天线的研究越来越深入,其中一个重要的研究点就是可展开索网天线的形态优化设计。本文以可展开索网天线为研究目标,重点研究了索网天线的形面设计、预拉力设计及不同索网拓扑结构对其预拉力分布的影响。主要内容如下: (1)提出了一种索网天线的形面设计方法。基于原始Ruze公式,推导了天线增益损失与抛物面形面误差的关系式,分析利用天线增益与形面误差关系式,建立了以考虑照度加权和光程差转换的形面误差最小为目标,索网拉力平衡为约束条件的优化模型,通过对该模型的求解,完成索网的形面设计。采用该方法分别对旋转和偏置抛物面索网天线进行了形面设计,结果均表明了其能有效的提高反射面的形面精度和电性能。 (2)为提高索网天线的拉力均匀性,提出了一种预拉力设计方法。设计过程主要分为三个步骤:首先对初始索网进行等拉力设计和边界索连接设计,然后利用极小范数法设计边界索的预拉力,最后对整体索网面进行找形,最终得到的索网结构有效反射面为等拉力、整体网面拉力较均匀。采用该方法对旋转和偏置抛物面索网结构进行了预拉力设计,算例结果表明,该方法优于已有文献所给出的预拉力设计方法。 (3)以旋转抛物面索网天线为研究目标,探索了不同拓扑结构对索网天线预拉力分布的影响。首先分析了索网与桁架的拓扑连接关系;然后对不同桁架等分段数下,不同主索分段数的两类有效反射面索网天线,均进行了预拉力设计;最后总结了不同拓扑结构对索网天线预拉力分布的影响。
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