【摘要】：可展開天線在衛(wèi)星通信、地面觀測(cè)、廣播系統(tǒng)、空間探測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。而固面可展開天線具有型面精度高、剛度強(qiáng)度好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn),成為當(dāng)今人們研究的熱點(diǎn)。本文旨在設(shè)計(jì)一種新型的固面可展開天線,分析其在自重載荷、簡(jiǎn)諧載荷等條件下的機(jī)械性能,并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。本文的主要內(nèi)容如下:1.給出了天線反射面劃分的一般過(guò)程并得到了劃分參數(shù)的一般公式。通過(guò)該公式以及給定的數(shù)據(jù)得出了天線反射面劃分的最終結(jié)果。接著,提出了一種全新的展開原理,并基于該原理設(shè)計(jì)出了一種全新的展開裝置。對(duì)天線進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì),包括反射面背架、展開機(jī)構(gòu)、底座、捆綁裝置、鎖定裝置的設(shè)計(jì)。最后用Solidworks天線的完整三維模型。2.對(duì)天線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并對(duì)天線展開過(guò)程進(jìn)行速度規(guī)劃,防止其發(fā)生沖擊。對(duì)展開過(guò)程中的干涉與碰撞情況進(jìn)行分析,繪制出面板背架的容納空間,并得到將在以后章節(jié)所要用到的三個(gè)設(shè)計(jì)變量的取值范圍。3.用ANSYS軟件分別建立起天線的展開態(tài)與收攏態(tài)的有限元模型。對(duì)天線的展開態(tài)進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析;對(duì)天線的收攏態(tài)進(jìn)行模態(tài)分析與簡(jiǎn)諧振動(dòng)分析。將有限元分析的各項(xiàng)結(jié)果與相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比,從而確定該設(shè)計(jì)是否滿足要求。4.建立起天線的優(yōu)化模型,用ANSYS軟件進(jìn)行第一次優(yōu)化分析,得到最優(yōu)的模型,并對(duì)該模型的不足進(jìn)行改進(jìn),再對(duì)改進(jìn)后的模型進(jìn)行第二次優(yōu)化,得到最終的最優(yōu)模型。本文建立起了天線的幾何模型,并成功地處理了展開過(guò)程中的干涉與碰撞情況。在進(jìn)行有限元分析后,得出該模型變形過(guò)大、過(guò)于笨重,不能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后模型的質(zhì)量大大減小,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度顯著提高,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)改進(jìn)后的模型進(jìn)行優(yōu)化后,在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的情況下,天線的質(zhì)量進(jìn)一步減小。
【圖文】：

會(huì)大幅減小。一個(gè)直徑為4.9m的模型其收攏后的直徑和高度分別為2.15 m和1.8 m，如圖 1.2 所示。圖1.2 太陽(yáng)花天線由日本東芝公司和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（NASDA）聯(lián)合研制的改進(jìn)型太陽(yáng)花天線，在面板與面板、面板與中心轂之間使用更為復(fù)雜的鉸鏈，，該天線具有更佳的收納率。直徑為 15m的改進(jìn)型太陽(yáng)花天線模型收攏后，其直徑與高度分別為 4.4 m和 6.6 m，與最初的太陽(yáng)花天線相比其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，如圖 1.3 所示。

圖1.1 RadioAstron 天線 TRW 公司率先研制的 Sunflower，該天線由鉸接在在中心轂上的 6 塊鄰主面板之間的 6 對(duì)中間面板組成。相鄰兩個(gè)面板之間也通過(guò)鉸鏈相板背靠背地折疊在中心轂的前面。該天線沒(méi)有良好的收納率，收攏后減小。一個(gè)直徑為4.9m的模型其收攏后的直徑和高度分別為2.15 m和2 所示。圖1.2 太陽(yáng)花天線
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN823

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本文編號(hào)：2603523