大型可展开天线相似性及拓扑综合研究概要

大型可展开天线相似性及拓扑综合研究
空间大型可展开天线工作在无重力、温差大的太空环境,而它的安装、调试及性能试验是在地面环境中进行的,为了确保天线能在太空顺利展开并具有好的工作性能,充分的地面验证实验是必不可少的。

然而由于天线口径的增大,受地面环境条件、场地、费用和测试设备等因素的限制,有些实验是不可能实现的,而采用大口径天线的缩比模型进行测试是可行的。

本文以周边桁架可展开天线为例,提出了一个两步分析方法。

第一步研究模型与原型在相同环境中的相似性关系,根据所研究性能的不同,采用不同的方法推导了相似准则。

周边桁架可展开天线的展开驱动力相似准则利用微分方程法,而其频率的相似准则采用量纲分析法。

由于周边桁架可展开天线的原型与模型并不完全相似,因此考虑了由于结构参数畸变对性能的影响,从而得到含有畸变系数的缩尺比例关系。

第二步研究模型在不同环境下的性能关系。

由于模型的口径较小,直接利用它在地面做实验较容易。

在上述两步法的基础上,可以根据模型在地面的测试性能预测原型在太空的工作性能。

空间可展开结构是一种特殊的变拓扑机构,为了实现空间可展开结构的类型选优和创造发明新的空间可展开结构,研究其结构类型综合方法是其关键技术。

由于空间可展开结构与变胞机构同属变拓扑机构,因此借助变胞机构类型综合思路来研究了空间可展开结构的拓扑综合。

空间可展开结构的构型用邻接矩阵表示,通过构件的增加、减少以及连接关系变化的变胞综合方法实现不同构型之间的变换运算,得到了不同于目前同步展开方式的混合展开方式,以及新的可展开结构的构型图。