射電天線是空間探測、暗能量觀測、行星際探測等天文研究的重要裝備。然而,為提高靈敏度、分辨率及觀測時(shí)間,天線面臨大面積、可轉(zhuǎn)動(dòng)需求,由此給射電天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷提出了新的挑戰(zhàn)。本文主要以IPS（Interplanetary Scintillation,IPS）射電望遠(yuǎn)鏡天線結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,開展天線結(jié)構(gòu)的新型設(shè)計(jì)研究。根據(jù)IPS射電望遠(yuǎn)鏡技術(shù)需求,提出一種基于“兩心重合”原理的大型可動(dòng)式柱面天線的總體方案。分析天線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)特性及其饋電特性,明確技術(shù)指標(biāo),指出結(jié)構(gòu)輕量化、驅(qū)動(dòng)協(xié)同化、測姿在線化等關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計(jì)難點(diǎn)。具體研究結(jié)構(gòu)輕量化方法,引入索-桁架組合結(jié)構(gòu)構(gòu)型,包括勁性索、預(yù)應(yīng)力索和張弦梁結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)射電望遠(yuǎn)鏡天線反射體結(jié)構(gòu)模塊,通過初步的力學(xué)分析,驗(yàn)證反射體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性;引入拱形原理,開展斜拉索式、龍門架式、拱梁式等饋源支撐模塊的設(shè)計(jì)與力學(xué)分析,獲得了饋源支撐結(jié)構(gòu)的拱梁式結(jié)構(gòu);引入桁梁結(jié)構(gòu)體系,設(shè)計(jì)等強(qiáng)度天線座。結(jié)合力學(xué)分析,進(jìn)行各部件拓?fù)鋬?yōu)化,使各模塊結(jié)構(gòu)較好地滿足輕量化設(shè)計(jì)需求。最后,對(duì)天線結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行力學(xué)分析與仿真,完成天線結(jié)構(gòu)重力、風(fēng)載與雪載等多工況的靜力學(xué)仿真分析和動(dòng)力... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大型拋物柱面天線研究現(xiàn)狀
        1.2.2 大型柱面天線現(xiàn)狀分析
    1.3 主要研究內(nèi)容
        1.3.1 研究基礎(chǔ)
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 天線陣結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
    2.1 天線陣結(jié)構(gòu)需求分析
        2.1.1 主要技術(shù)指標(biāo)
        2.1.2 工作環(huán)境需求
    2.2 天線結(jié)構(gòu)總體方案
        2.2.1 天線設(shè)計(jì)原則
        2.2.2 天線選型分析
        2.2.3 天線設(shè)計(jì)原理
        2.2.4 天線陣單元
    2.3 天線結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究
        2.3.1 天線結(jié)構(gòu)輕量化研究
        2.3.2 天線饋源支架設(shè)計(jì)
        2.3.3 天線姿態(tài)角測量
    2.4 本章小結(jié)
第三章 天線結(jié)構(gòu)模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 天線陣結(jié)構(gòu)輕量化研究
        3.1.1 索—桁架結(jié)構(gòu)
        3.1.2 反射體結(jié)構(gòu)構(gòu)型
        3.1.3 反射體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析
    3.2 天線陣饋源支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 饋源支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
        3.2.2 饋源支架方案對(duì)比
        3.2.3 饋源支架結(jié)構(gòu)有限元分析
    3.3 天線座及其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 天線座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.2 反射面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 天線陣結(jié)構(gòu)力學(xué)分析
    4.1 天線載荷分析
        4.1.1 風(fēng)載荷分析
        4.1.2 冰雪載荷分析
        4.1.3 有限元工況
    4.2 天線結(jié)構(gòu)有限元模型建立
        4.2.1 結(jié)構(gòu)單元選取
        4.2.2 有限元模型
    4.3 天線結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
        4.3.1 重力載荷計(jì)算分析
        4.3.2 風(fēng)載荷計(jì)算分析
    4.4 天線結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 天線姿態(tài)角測量實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 姿態(tài)角測量方法分析
    5.2 測姿測向儀工作原理
        5.2.1 GNSS信號(hào)
        5.2.2 幾何原理
        5.2.3 基線方向矢量原理
    5.3 天線姿態(tài)角測量方案
        5.3.1 方案設(shè)計(jì)
        5.3.2 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3654274