可展开天线

摘要： 随着航空事业的不断推进,关于航空设备的许多实际技术问题逐渐浮现出来。文章首先分析了相关技术研究背景,其次指出了大型空间可展开天线结构形式存在的问题,最后介绍了可用于解决大型空间可展开天线设计问题的相关技术,包括机械设计技术、热设计技术、电气设计技术、测试技术,并基于这些技术提出了优化设计方案和相应问题的解决措施,希望能给航空通信专业研究人士提供有效参考。

摘要： 索网结构是可展开天线的重要组成部分,在桁架的支撑下,索网结构的前/后索网和竖向索阵处于张紧状态,形成满足精度要求的工作反射面.本文提出了一种可以考虑桁架变形的索网形态设计方法.首先,基于索网结构的平衡矩阵奇异值分解,约束索段张力并以索力均匀为目标,通过优化求解找到一组最优预张力.将索网挂接在桁架上,以索段的预张力和前索网节点的位置增量为设计变量,以直接与桁架连接索段的张力改变量的均方根值,索段预张力均匀性和反射面形面精度为目标,约束索段张力和节点位置增量的取值范围,建立了索网结构多目标优化模型.最后通过相应算例,验证了方法的正确性.

摘要： 针对空间可展开天线大口径发展趋势的需求,提出一种模块化构架式可展开天线支撑机构.首先,基于机构学基本理论,对机构的结构组成、展开原理及锁紧方案等开展了总体结构方案设计;其次,从肋单元尺寸确定、运动学仿真分析、结构实体设计、缓释装置设计等4个方面开展了支撑机构结构设计与分析;最后,研制了一套模块化构架式可展开天线支撑机构原理样机,并在微重力装置上开展了展开功能试验.试验结果表明:依据设计方案研制的支撑机构,其展开过程平缓、顺畅,展开到位后能够顺利实现锁紧,验证了设计的正确性与可行性.所提出的可展开天线支撑机构及其设计与分析方法可为其它类型可展开天线的设计及研究提供参考.

摘要： 模块化空间折展机构具有拓展灵活、通用性好、适应性强等特点,可满足长距离深空探测、长期在轨空间站建设和超广域卫星通信等重大航天工程对大型/超大型空间折展机构的需求,是一种新型关键的航天装备.针对应用需求,阐述了模块化空间折展机构领域的研究进展,重点介绍了伸展臂、太阳翼和空间可展开天线等3类折展机构中具有模块化特征的典型构型,分析了模块化空间折展机构的结构组成、展开原理、驱动方式及应用现状,从机构创新设计方法、地面微重力试验及仿真、空间在轨装配技术、空间在轨建造技术等4个方面,展望了模块化空间折展机构未来的发展方向,旨在为大型空间折展机构的研究和应用提供借鉴与参考.

摘要： 针对AIS天线工作频率低,天线尺寸较大,无法满足微小卫星发射平台,设计了一种新型高收纳率轻型可展开AIS八木天线.通过引入自回弹-自锁定柔性材料、新型电阻丝熔断器、固定可展开抱箍、自锁定展开装置等,实现天线的收拢、固定、释放、展开、锁定一体化设计.本方案具有结构紧凑、质量轻、收纳率高、收拢体积小、成本低等优点,有效减小了发射包络和发射成本,在宇航领域尤其是小型化搭载平台具有广泛的应用前景.

摘要： 针对空间可展开天线大型化、模块化、高精度化发展趋势,提出一种六棱柱模块化空间可展开天线支撑结构形面精度分析模型.阐述了六棱柱模块化空间可展开天线的结构组成,分析了六棱柱模块化结构的拓扑规律.基于等包络圆思想及机器人学基本理论,提出了点面法和两点法2种包络圆数学建模方法,并由此建立了等包络圆交点数学模型及肋单元夹角数学模型,进而构建了用于六棱柱模块化可展开天线支撑结构形面精度分析的数学模型.最后,采用数值仿真与试验验证相结合的方式对建立的模型进行了验证.仿真及试验结果表明:包络圆能紧密地贴合在球面上,与球面吻合良好;数值仿真模型状态下,六棱柱模块间实现了准确连接;试验中特征点的绝对误差主要分布在5～10 mm,相对误差主要集中在0.05％～0.1％,肋单元夹角绝对误差多分布在0.05°～0.1°之间,表明测量值和理论值间偏差较小、吻合较好.所提出的形面精度分析模型能够求解出所有模块连接点的空间坐标,为超多模块可展开天线形面精度的分析及研究提供了理论基础.

摘要： 反射阵天线具有平面结构、低成本、易于展开、灵活的波束形状等优点,兼具反射面天线和相控阵天线的若干优点.随着配备反射天线的ISARA、MarCO等立方体卫星相继成功在轨验证,反射阵天线的技术成熟度得以提升并且逐渐获得航天应用领域的认可.反射阵天线正在成为一种非常有潜力的高性价比星载天线形式.首先简要介绍了反射阵天线的基本原理、技术特点以及研究历程,其次重点介绍了星载反射阵的论证案例与在轨演示验证试验,最后归纳总结了星载反射阵天线未来的发展趋势,为我国后续开展星载反射阵天线技术应用提供技术参考.

摘要： 预应力索网结构是以柔性拉索为主要承重构件或辅助承重构件的一种结构体系,用于可展开天线等空间结构。为在有限元数值分析时准确、高效地施加张拉预应力,综合考虑索网的几何非线性、刚度矩阵奇异性、索网与支撑结构存在耦合变形等问题,利用索网式可展开天线的特性,在非线性有限元计算时忽略初位移刚度矩阵,将问题线性化,并详细介绍了以降温法模拟预应力时降温值的计算过程。此方法无需迭代,且得到的降温值在用于索网非线性计算时具有足够的精度;此方法能充分利用通用有限元计算程序,可进一步开展模态和响应等力学计算,便于在工程中实际应用。

摘要： 预应力索网结构是以柔性拉索为主要承重构件或辅助承重构件的一种结构体系,用于可展开天线等空间结构。为在有限元数值分析时准确、高效地施加张拉预应力,综合考虑索网的几何非线性、刚度矩阵奇异性、索网与支撑结构存在耦合变形等问题,利用索网式可展开天线的特性,在非线性有限元计算时忽略初位移刚度矩阵,将问题线性化,并详细介绍了以降温法模拟预应力时降温值的计算过程。此方法无需迭代,且得到的降温值在用于索网非线性计算时具有足够的精度;此方法能充分利用通用有限元计算程序,可进一步开展模态和响应等力学计算,便于在工程中实际应用。

摘要： 为实现高精度星载固面可展开天线的热变形测量,分析热变形对于可展开天线反射面型面和天线指向精度的影响,文章以某型号天线为对象,针对其具体结构和不同的测量环境,研究固面可展开天线在常压和真空2种环境中反射面型面和天线指向热变形的测量方法;按此进行原始测量,并提出一种适用于此类天线的热变形测量数据分析处理方法,实现了固面可展开天线高/低温环境下的热变形量化分析计算.

摘要： 针对四面体构架式可展开天线型面划分方法以及机构建模方法进行了研究,首先对四面体构架式可展开天线机构构型及组网方式进行了分析,提取出了一种基本组合单元,整个可展开天线机构可以由多个基本组合单元组合而成;进而基于其中心位置处基本组合单元具有旋转对称性的特征,提出了一种较为简单的包含中心节点的六边形型面划分方法,列写了利用该方法进行型面网格划分的步骤,然后基于Matlab软件和Solidworks软件,提出了一种程序化建模的方法,采用VBA编程语言对Solidworks软件进行了二次开发,并针对两种软件分别设计了可视化操作界面;最后采用两个可开天线机构实例,分别验证了本文提出的包含中心节点的六边形型面划分方法与程序化建模过程,结果表明,采用此方法划分型面过程较为简单且型面网格质量较好,采用程序化建模的方法对天线机构进行建模方便快捷,且建模参数易于修改,通用性好,整体设计效率大大提高.

摘要： 为了模拟在地面环境测试时重力对可展开天线索网结构形面精度和内力的影响,本文引入悬链线单元对天线索网结构进行了重力作用下的形态分析和计算.文中首先采用平衡矩阵分析法计算出可展开天线索网结构在无重力情况下的预张力分布和索段原长,然后在不改变索段原长的条件下以悬链线单元模拟可展开天线的上、下弦索网,以两节点直杆单元模拟天线的纵向索网,计算得到了索网结构在地面重力环境下的形状和内力分布.文中的数值算例对可展开天线索网结构在有、无重力作用下的形态进行了详细的对比和分析.

摘要： 针对偏置环形桁架可展开天线的索、膜和桁架共存且非圆周对称的结构特点，本文提出了改进型逆迭代算法对其进行找形分析。首先，阐述了逆迭代算法的基本过程，分析了用逆迭代算法找形过程中产生松弛索的原因。针对逆迭代算法对初值依赖较大的特点，对其进行改进，加入允许用户指定索段拉力大小的初始应变配置环节，调整迭代步长，形成高精度的找形算法。仿真实例表明算法的可行性和高效性。

摘要： 针对可展开天线这一大跨度索梁组合结构体系，提出了一种可以考虑体系中梁单元影响的天线索网结构形态设计方法。该方法将可展开天线中的索网结构划分为具有确定形状要求的内部索网及与刚性外框相连的边界索网两部分。对于内部索网采用平衡矩阵分析法优化计算出索网中各索段的合理预张力值；对于边界索网则通过跟踪其与天线梁单元连接节点在预张力作用下的位置变化来计入天线刚性外框对索网的影响，并通过对形状变化后的索网进行迭代计算来得到各索段的预张力分布值。编制了相应的迭代计算程序，并通过算例分析验证了上述方法的正确性。

摘要： 针对大口径可展开天线中柔性因素带来的展开过程振动问题，提出了一种基于滤波的解耦控制方法。利用瑞利-里兹法所构造的假设位移场对变形体进行离散，结合拉格朗日方法建立了天线的多柔体动力学模型。根据动力学分析和展开轨迹的FFT谱分析结果，应用低通滤波器将天线运动反馈分解为纯刚体运动和由柔性因素引起的振动两部分。基于机构的瞬时结构分析，将机构基频与结构基频的概念联系起来，并确定了低通滤波器的截止频率。针对两部分反馈信号的特点，分别设计刚性控制器和柔性控制器。刚性控制器保证天线按照预先设计的轨迹展开，柔性控制器用于抑制柔性振动。讨论了两组控制器增益参数的耦合关系，并基于相关性分析提出了参数选取的准则。仿真结果说明了方法的可行性和合理性。

摘要： 提出一种基于图论理论的金属网面可展开天线基本单元构型的数综合方法。根据基本单元的展开方式，总结出其运动链的特点，建立运动链与拓扑图的转换关系。将基本单元运动链的构件数、运动副数和闭环数三者的对应关系相统一，得到4种基本单元的拓扑图模型。将拓扑图进行子图化分解，利用邻接矩阵对子图进行同构判别，分析构件的拓扑对称性。采用双色拓扑图分析机架在不同位置时运动副的拓扑对称性，得到满足拓扑要求的基本单元的构型总数。最后通过例子阐述由拓扑图综合成机构的过程，并讨论机构间的构型演化。该方法得到的构型总数可方便计算机自动综合软件建立拓扑图库，同时为宇航空间可展开机构理论的研究提供借鉴与参考。

摘要： 由六棱柱单元组成的构架式可展开天线具有刚度和强度高、折叠比大、展开精度高、制造成本低等优点,但在天线背架的局部连接处存在偏差,为保证模块能够达到无缝连接,基于齐次坐标变换方法,建立了多模块天线背架的空间几何模型。分析了模块间连接的特点,建立了单一模块的几何模型,推导了任意模块基坐标系相对于总体坐标系的变换矩阵以及任意模块上节点的坐标表达式。利用该背架的空间几何模型,以模块边长为可变参数分析了其对连接偏差、焦距和拟合球半径的影响。基于此,提出了连接偏差的调整方法。采用齐次坐标变换方法建立的背架空间几何模型可为天线背架的设计、加工和测量提供理论依据。

摘要： 本文简要介绍了一种新兴的可展开天线结构——环形可展开天线反射器,简述了其在国内外的发展现状.并分析了该天线的基本原理和结构组成、形面成形等一系列关键技术,为国内开展该天线的研究提供了依据.

摘要： 轻型可展开天线的研究对降低天线的存储体积、质量和成本有着重要的意义.本文对基于薄膜结构的轻型可展开天线单元形式进行了研究,详细介绍了几种基本的单元形式,包括印刷振子、贴片天线和缝隙天线,并通过电磁仿真软件HFSS进行了仿真,最后对这几种天线单元组阵后性能进行了比较.

摘要： 索网预张力设计是索网天线设计的重要内容。本文基于索网的节点力平衡方程，根据天线索网结构设计中“由形找力”的特点，结合力密度概念，将索网预张力的设计归结为线性方程组解的结构问题。采用奇异值分解方法，得到索网自平衡预张力基础解系。然后以索网节点设计位置为已知量，以索网拉力分布均匀为目标，给出了索网预张力优化设计的方法。算例表明，该方法设计的索网网面精度较高，网面拉力分布较为均匀，该方法简单有效。

摘要： 本发明提出一种新型高收纳比有序展开鞭天线展开机构，包括壳体、拔销器、旋转盘、轴、天线单元和涡簧；天线单元为展开后截面呈拱形的鞭天线；旋转盘中心具有与轴配合的通孔，上部具有与拔销器配合的、用于释放旋转盘旋转自由度的销轴配合孔，中部具有侧面为突出弧面的天线缠绕段，弧面与天线单元截面拱形对应；天线单元整体缠绕在天线缠绕段上；旋转盘与轴装配好后，整体安装在壳体内；涡簧套在轴上，能够驱动轴转动，并带动旋转盘转动，将天线单元释放展开。本发明采用涡卷弹簧驱动旋转轴实现鞭状天线的一维有序展开，展开过程平稳可控，展开精度高，并且通过使用新型展开方式以及拱形截面解决天线因尺寸大、重量轻引起的低刚度问题。

摘要： 本发明属于卫星天线技术领域，具体是一种展开臂关节间隙对可展开网状天线电性能影响的评估方法，包括利用网状天线反射面的焦距F和口径D、偏置距离d，得出所述的偏置反射面的节点坐标[X0,Y0,Z0]，得到所述网状天线的辐射电场E0(θ,Φ)，绘制远场方向图T0，提取理想状态电性能指标；同时，建立的展开臂关节节点局部坐标系Ci‑xyz，计算出所述末节单节臂可达运动空间边界反射面节点坐标和[X,Y,Z]，得到所述网状天线的辐射电场和E(θ,Φ)，绘制远场方向图和T，提取间隙状态下电性能指标；最终进行两种状态下的电性能指标对比，得到网状天线电性能影响评估。本发明针对网状天线的电性能难以在地面进行实验的问题，提出了网状天线的展开臂关节间隙引起误差的传递和累积分析方法，具有很强的实用价值。

摘要： 本发明涉及卫星可展开结构技术领域，具体涉及一种带有自展开调速装置的星载伞状天线结构及其展开方法。该装置由底座、簧片、天线肋、弹簧、锥型块、质量块、钢丝、连杆、支座、中心轴等组成；底座与天线肋通过簧片铰接，天线肋顶部为矩形空腔，其中一个空腔内固定中心轴，中心轴顶部套装弹簧，底部连接锥形块，锥形块下部对称铰接上连杆，下连杆铰接支座，上连杆、下连杆与质量块铰接，支座与锥形块套在中心轴上，钢丝夹在空腔壁与锥形块之间；弹簧‑锥型块‑质量块‑钢丝‑连杆‑支座‑中心轴构成自展开调速装置。本发明通过释放发条状钢丝，匀速打开天线肋，进而展开整个天线。本发明装置具有结构轻巧，无需动力，速度自调，稳定可靠的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于固面天线的二维展开机构及展开方法，属于展开机构技术领域，包括三组天线反射面子模块、五对锁紧机构、四组折叠展开机构、释放机构及导轨装置；每组天线反射面子模块包括五段天线面单元；其中天线面单元之间无连接关系，由固定在反射面侧面的导轨装置限定天线反射面的位置，直至第二步展开完成后才进行五个天线反射面的锁定。展开机构主要作用在第一部展开中，其与卫星本体相连接，第一步展开完成后，由空间机械臂将第一步展开完成后的天线组移动至待工作位，进而进行第二部展开。本发明实现了固面天线的二维展开，可以实现多组天线反射面同时翻转并锁定，满足整体天线反射面高精度性能要求。

摘要： 充气展开式Z形折叠模块化平面天线及其有序展开机构，属于星载天线技术领域，进一步优化现有Z形折叠的平面天线，其天线包含由多块平面信号收发模块依次首尾铰接构成的Z形折叠天线面板，在Z形折叠天线面板的每个折缝的端部分别设置有一段充气支撑臂，位于全部折缝同侧一端的全部充气支撑臂通过充气导管依次连通；每段充气支撑臂与对应的两块平面信号收发模块固定连接；每段充气支撑臂的出气口与对应充气支撑臂的进气口通过所述充气导管连接，在每段充气支撑臂内部均设置有一根弹性导管，弹性导管的一端与出气口连接；充气支撑臂随天线折叠时，内部的弹性导管也被折叠，使弹性导管自身封闭；本发明用于星载平台。

摘要： 本实用新型属于太阳翼技术领域，具体公开了一种可扩展开放式天线太阳翼展开工装，滑轨上设置有多个滑动件，滑动件顶部的两端均设置有第一连接轴，第一连接轴远离滑动件的一端均设置有转轴，且滑动件的底部设置有连接件，连接件与滑动件的连接处设置有第三连接轴，连接件的内部设置有滑轮，且滑轮的轴心处设置有第二连接轴，滑轨的顶部设置有多个加强方管，且加强方管与滑轨之间均设置有第四螺纹杆，加强方管的顶部均设置有第三螺纹杆，第三螺纹杆远离加强方管的一端均设置有调节块；本装置对滑动结构做出改进，对其进行加固处理，使得滑动结构更加稳定，且通过调节块可以调节滑轮的高度，使其发生细微的高度变化，使得本装置测试中精度更高。

摘要： 基于折纸的展开天线基本单元、展开天线及折叠方法，它涉及航空天线领域，以解决传统的空间可展开天线结构存在展开机械结构复杂、展开面积比小、成本高的问题。本发明包括形状记忆材料连接件、加热装置和多块基板；每块基板之间通过形状记忆材料连接件连接使每块基板能够折叠，形状记忆材料连接件作为折痕，形状记忆材料连接件上设有加热装置，加热装置通过电源供电；所述展开天线基本单元的展开面积是折叠后面积的4n倍，n≥1，n为整数。本发明的展开面积与折叠后的面积比为4n，可以很大程度节省装载空间，从而降低航天发射的成本，本发明的多个展开天线基本单元可以进行组合连接，以实现不同的展开与折叠的面积比。本发明适用于航天发射。

摘要： 本发明属于卫星天线技术领域，公开了一种模块化可展开天线地面展开测试系统、控制方法及应用，中心支撑位于两条滑动导轨的端部焦点，中心支撑位于控制装置的顶部；滑动导轨上固定有滑动支撑，滑动支撑上端安装有转动支撑。本发明采用导线架对控制索的方向进行限制，并通过绕线轮上的螺旋线沟槽限制绳索在绕线轮的位置保证相同的绳索长度释放量，保证了天线展开的同步性，解决了由于绕线轮分层而使得绕线轮的索段输出端与下一层模块的连接点空间距离的不同与绕线轮不同层释放出的控制索长度相同之间矛盾；由于采用转动支撑对天线的支撑角度实时自适应的调整，有效的验证了模块化可展开天线于地面进行展开实验的可行性，方便试验完成，减小了地面试验的难度。

摘要： 本发明属于卫星天线技术领域，具体涉及一种构架式可展开天线展开控制装置，包括：上端盖、绕线轮、支撑柱、下端盖、下滑轮、上滑轮，其特征在于：所述的上端盖在控制装置的顶部，用于地面试验时悬挂构架式展开天线，并连接电机；所述的下端盖在控制装置的底部，起到支撑绕线轮自由转动的作用；所述的绕线轮有多层，位于上端盖与下端盖之间，可以自由转动；所述的支撑柱分布在上端盖与下端盖周边，按圆间隔分布，连接上端盖与下端盖。本发明结构简单，适应性强，可提高构架式可展开天线的展开过程平稳性。

摘要： 基于折纸的展开天线基本单元、展开天线及折叠方法，它涉及航空天线领域，以解决传统的空间可展开天线结构存在展开机械结构复杂、展开面积比小、成本高的问题。本发明包括形状记忆材料连接件、加热装置和多块基板；每块基板之间通过形状记忆材料连接件连接使每块基板能够折叠，形状记忆材料连接件作为折痕，形状记忆材料连接件上设有加热装置，加热装置通过电源供电；所述展开天线基本单元的展开面积是折叠后面积的4n倍，n≥1，n为整数。本发明的展开面积与折叠后的面积比为4n，可以很大程度节省装载空间，从而降低航天发射的成本，本发明的多个展开天线基本单元可以进行组合连接，以实现不同的展开与折叠的面积比。本发明适用于航天发射。