【摘 要】
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大型亚毫米波天线是现代单口径接收天线发展的前沿方向,我国筹建中的60米口径亚毫米波望远镜工作波长覆盖0.65～3毫米,主面形精度均方根误差（RMS）要求达到几十微米量级。传统金属合金面板由于材料属性限制,很难满足这一精度要求。碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）有较高的比刚度和较低的热膨胀系数（CTE）,是突破天线面板尺寸和精度限制的理想材料。先进的复合材料结构设计方案也可助力面形精度的提升。本文针
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大型亚毫米波天线是现代单口径接收天线发展的前沿方向,我国筹建中的60米口径亚毫米波望远镜工作波长覆盖0.65～3毫米,主面形精度均方根误差（RMS）要求达到几十微米量级。传统金属合金面板由于材料属性限制,很难满足这一精度要求。碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）有较高的比刚度和较低的热膨胀系数（CTE）,是突破天线面板尺寸和精度限制的理想材料。先进的复合材料结构设计方案也可助力面形精度的提升。本文针对高精度CFRP面板和组合面板技术,采用数值仿真、参数优化和试验测试相结合的方法开展了研究,得到了适用于大口径亚毫米波望远镜的轻质复合材料组合反射面单元。主要研究内容包括:（1）建立了CFRP子面板有限元模型,研究大尺寸圆管阵列夹芯复合材料面板重力变形及热变形规律。提出了圆管阵列夹芯反射面结构尺寸参数化优化方法,开展新型大口径亚毫米波望远镜反射面结构设计方案研究。（2）分析了不同子面板数量对组合面板结构重力变形的影响,为望远镜主反射面分块方案提供技术支持。开发了组合面板参数化模型,优化组合面板子桁架空间结构,细化了2×1组合面板原型设计构型。（3）利用数字近景工业摄影测量技术,测试子面板常温和低温下的面形精度,验证CFRP面板热变形机理,实现仿真模型准确性评估。开发组合面板俯仰面形精度测量平台,探索组合面板的安装测量方法。
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