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通信卫星用先进复合材料天线反射器

宇航材料工艺 1989年第3期19卷 50-52,64页

作者： R.N.Gounber C.F.Shu B.D.Jacobs 周启美

本文讨论了先进复合材料在RCA公司研制的通信卫星天线反射器上的应用。对各种类型天线反射器系统以及它们的特殊材料和结构要求作了评述。文中对各种类型先进复合材料反射器的力学设计、分析及试验结果作了介绍,可展开、频率复用、网格... 详细信息

本文讨论了先进复合材料在RCA公司研制的通信卫星天线反射器上的应用。对各种类型天线反射器系统以及它们的特殊材料和结构要求作了评述。文中对各种类型先进复合材料反射器的力学设计、分析及试验结果作了介绍,可展开、频率复用、网格凯芙拉纤维反射器和大型、可展开、高频率碳纤维反射器有关的特殊问题进行了详细的讨论,并提出了可展开复合材料反射器热变形控制的新方案。

关键词：通信卫星复合材料天线反射器

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星载抛物面天线反射器太阳辐射热流分析

工程设计学报 2007年第2期14卷 148-152页

作者：陈志华关富玲浙江大学建筑工程学院

太阳辐射是在轨抛物面天线反射器产生变形并导致其电性能下降的重要因素.针对天线轨道位置的时变性及抛物反射器的几何特点,讨论了太阳辐射光线与轨道面的夹角、进出地球阴影区的时刻等参数.根据抛物面方程以及太阳光辐射向量,运用几何... 详细信息

太阳辐射是在轨抛物面天线反射器产生变形并导致其电性能下降的重要因素.针对天线轨道位置的时变性及抛物反射器的几何特点,讨论了太阳辐射光线与轨道面的夹角、进出地球阴影区的时刻等参数.根据抛物面方程以及太阳光辐射向量,运用几何方法分析抛物面天线的自遮挡作用,并给出了相应的判据,同时利用坐标变换实现天线反射面的对地指向不变.该方法实现对在轨抛物面天线反射器的太阳辐射热流的实时分析,为准确分析反射器的热变形或热颤提供条件.

关键词：天线反射器太阳辐射热流自遮挡地球阴影

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天线反射器背架结构条件预优设计

计算结构力学及其应用 1984年第3期 81-89页

作者：施浒立大连工学院工程力学研究所

本文根据天线结构的特点,引入预条件概念,推导出“亏差” (不平衡力)方程,把其优化问题归结为表现问题求解,称作天线反射器结构条件预优设计方法。这一方法具有计算时间少、方法灵活方便等优点。不但适用于天线结构优化,而且对以刚度控... 详细信息

本文根据天线结构的特点,引入预条件概念,推导出“亏差” (不平衡力)方程,把其优化问题归结为表现问题求解,称作天线反射器结构条件预优设计方法。这一方法具有计算时间少、方法灵活方便等优点。不但适用于天线结构优化,而且对以刚度控制要求为主的大型复杂结构优化也有—定的参考价值。

关键词：构件截面概念思维形式数学分析矩阵预条件约束条件天线反射器方程极小化序列背架

卫星天线反射器的结构光与定位跟踪组合测量技术

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卫星天线反射器的结构光与定位跟踪组合测量技术

作者：赵林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

星载天线反射器作为人造卫星的关键零件，其加工制造精度和装配误差对在轨卫星的通信性能和工作时长有很大影响，型面精度的测量与分析是天线反射器在制造过程中的重要内容。针对大口径天线反射器型面测量需求，目前多采用摄影测量方法... 详细信息

星载天线反射器作为人造卫星的关键零件，其加工制造精度和装配误差对在轨卫星的通信性能和工作时长有很大影响，型面精度的测量与分析是天线反射器在制造过程中的重要内容。针对大口径天线反射器型面测量需求，目前多采用摄影测量方法，但存在测量效率低且粘贴靶标点破坏表面质量的风险。同时有些天线反射器为高反光表面，测量时易出现点云缺失等问题。本文针对大口径反射器型面精度测量问题，提出了线结构光和立体跟踪组合测量的非接触式三维形貌检测方法，利用线结构光模块测量天线形貌，同时采用立体跟踪模块跟踪线结构光设备，实现星载天线反射器表面点云完整信息的快速获取。　　本文基于目前激光条中心线提取算法，通过对高斯曲线拟合法改进，提出基于法线方向的激光线中心二次提取算法。通过图像去噪、阈值分割、边缘检测及掩膜处理等预处理后提取激光区域，采用形态学细化方法分割出激光条初始像素级中心线，利用Hessian矩阵方法计算初始中心线的法线方向，并对法线方向横截面上光强轮廓分布进行高斯曲线拟合，得到了亚像素级、高精度的光条中心线。　　为了准确获取线结构光测量设备的空间位置，设计了线结构光测量设备的立体跟踪方案。由于线结构光设备缺乏显著几何特征，提出了在线结构光测量设备上安装平面跟踪板作为跟踪对象，并基于特征点匹配方法，设计了平面跟踪板图案，通过提取跟踪板目标区域和椭圆拟合得到跟踪板的特征点。通过将跟踪板特征点按照一定顺序排序，实现了多视角下特征点的匹配。利用三角化方法得到匹配特征点的空间坐标，进而获得了线结构光设备在世界坐标系中的位置，实现了线结构光测量设备的空间变化位置准确跟踪，跟踪误差小于1%。　　研制了星载天线反射器表面点云组合测量实验系统，开发了线结构光测量与立体跟踪设备的三维形貌检测软件界面，实现了多目相机的数据同步采集。根据卫星天线反射器尺寸大小和形貌特征，确定了多目相机与线激光器的空间位置合理布局。通过星载天线反射器表面的点云测量实验和局部点云拼接，获得了卫星天线反射器表面点云图像，利用点云数据的曲面拟合得到了卫星天线反射器表面形貌，验证了组合测量方案的可行性。通过测量实验的分析，确定了影响测量精度的主要因素，为进一步提高测量精度提供了重要依据。

关键词：天线反射器线结构光测量立体跟踪组合测量

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偏置抛物面卫星天线反射器固化变形研究

偏置抛物面卫星天线反射器固化变形研究

作者：刘江雨天津工业大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料因其具有高比模量、比强度等优点被广泛应用于卫星天线反射器制造中。但是碳纤维复合材料构件在固化过程中通常会出现热变形、固化收缩变形及机械变形,过大的变形会使天线反射器反射的信号产生偏差。为了制造高精度的天... 详细信息

碳纤维复合材料因其具有高比模量、比强度等优点被广泛应用于卫星天线反射器制造中。但是碳纤维复合材料构件在固化过程中通常会出现热变形、固化收缩变形及机械变形,过大的变形会使天线反射器反射的信号产生偏差。为了制造高精度的天线反射器,需要对其在固化过程中产生的变形进行合理预测。并根据变形结果对天线反射器制造工艺进行优化改进,减小反射器的变形量。本课题采用有限元与试验相互验证的方法,对偏置抛物面卫星天线反射器在固化过程中的变形进行研究。本文依据复合材料热传导-固化模型及固化过程中的应力-应变模型编写了相应的子程序。通过在Abaqus中采用顺序热-力耦合的分析方法,分析了天线反射器的温度场、固化度场及位移场。通过在代表体积单元上施加周期性边界条件等效出碳纤维编织复合材料模具的宏观力学性能,并针对碳纤维编织复合材料模具在热压罐环境中产生的变形进行相应的龙骨架肋板支撑设计。为了减小天线反射器的变形量,本文通过分析不同模具材质对天线反射器变形的影响得出,相较于铝合金模具,使用复合材料模具制作的天线反射器最大变形量减小了69%。通过分析不同铺层结构对天线反射器变形的影响得出,相较于[0°]铺层结构,[0°/90°]和[0°/45°/-45°/90°]铺层结构的天线反射器Z方向最大变形量减小了55%以上。通过对比不同升、降温速率对天线反射器变形的影响得出,升温速率越高,反射器变形量越大。同时,通过对比反射器上表面短轴端点处Z方向的应变值发现,降低降温速率有助于减小反射器的变形。本文采用真空导流成型工艺制得碳纤维复合材料模具,在保证模具制造精度的基础上,对其进行预浸料的铺放,并采用热压罐成型工艺制得天线反射器。在脱模之后,使用VIC-3D相机对天线反射器进行三维坐标测量。通过在Geomagic Qualify软件中对比点云模型与设计模型得出,试验与仿真的变形位置基本一致,表明本文中粘弹性本构模型对复合材料反射器固化变形预测具有良好的可行性。通过讨论仿真复现的结果,验证了该有限元预测方法的普适性。本文通过有限元仿真分析为天线反射器试验研究提供了系统性的设计方案,为高精度天线反射器制造及优化作出了相应的探索性试验,能够给出详细的试验数据支持,并极大的节约了制造成本。

关键词：天线反射器有限元仿真复合材料固化变形

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天线反射器本体高精度成型工艺技术

天线反射器本体高精度成型工艺技术

纤维增强塑料在卫星通信地面站天线反射器上的应用

2021年全国天线年会

作者：沈宇新陈维强张璇崔志刚张所来周鹏白金良王瑜北京卫星制造厂有限公司

随着航天技术的不断发展,高精度复合材料天线反射器的需求也越来越多。本文简述了复合材料天线反射器本体高精度成型的制造工艺过程。通过对反射器成型模具、材料、成型工艺等关键技术进行了讨论,本文提出了该天线反射器成型制造过程中... 详细信息

随着航天技术的不断发展,高精度复合材料天线反射器的需求也越来越多。本文简述了复合材料天线反射器本体高精度成型的制造工艺过程。通过对反射器成型模具、材料、成型工艺等关键技术进行了讨论,本文提出了该天线反射器成型制造过程中有效提高制造型面精度的工艺方法。制造的天线反射器的型面精度高达0.04mm R.M.S,实测结果表明,该工艺方法有效的提高了天线反射器本体的制造型面精度。

关键词：复合材料天线反射器型面精度制造工艺

来源： cnki会议评论

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电子机械工程 1987年第5期 66-71页

作者：沈锦泉

卫星通信用的地面站天线,要求大型、高效率、低噪声特性,因此所使用的反射器反射面精度必须高。过去在天线反射器中使用的铝板塑性加工,很难满足这种要求,代替铝板,成形性良好的纤维增强塑料(FRP)已开始使用。东芝电气公司开发了用FRP... 详细信息

卫星通信用的地面站天线,要求大型、高效率、低噪声特性,因此所使用的反射器反射面精度必须高。过去在天线反射器中使用的铝板塑性加工,很难满足这种要求,代替铝板,成形性良好的纤维增强塑料(FRP)已开始使用。东芝电气公司开发了用FRP制成的12/14千兆赫和20/30千兆赫,直径3～5米的天线反射器,并掌握了设计、制造技术。

关键词：天线反射器卫星通信成形性千兆赫成型性反射面 FRP 涂料纤维增强塑料

通信卫星用先进复合材料天线反射器的分析和实验评价

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宇航材料工艺 1988年第5期 41-44页

作者： J.R.Badura ,R.N.Gounder ,S.Ino ,李玉英

本文详细介绍了有限元动力学分析法(FEM),用本法来模拟通信卫星复杂的先进复合材材天线反射器的设计,并利用频率、模态形状和动态响应来评价动力学特性。天线反射器对正弦波和燥声引起的响应用与变形、载荷和应力相关的模型来描述。最... 详细信息

本文详细介绍了有限元动力学分析法(FEM),用本法来模拟通信卫星复杂的先进复合材材天线反射器的设计,并利用频率、模态形状和动态响应来评价动力学特性。天线反射器对正弦波和燥声引起的响应用与变形、载荷和应力相关的模型来描述。最后的评价包括由所进行的试验中提炼出来的阻尼特性和根据应力分析进行的设计,简要介绍了动力学实验和用实验结果对分析结果进行的校正。

关键词：复合材料天线反射器

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用胶木板制作的卫星接收天线反射器

电视技术 1987年第9期 55-57页

作者：徐兵江苏仪征市广播电视台

电视卫星接收天线用抛物形反射器完成反射聚焦电信号的功能,是大家比较熟悉的,但不是唯一能够完成上述功能的反射器。目前,世界上第一个依据菲涅耳透镜原理用胶木板制成的卫星接收天线反射器已由加拿大科学部罗伯特试制成功。这种反射... 详细信息

电视卫星接收天线用抛物形反射器完成反射聚焦电信号的功能,是大家比较熟悉的,但不是唯一能够完成上述功能的反射器。目前,世界上第一个依据菲涅耳透镜原理用胶木板制成的卫星接收天线反射器已由加拿大科学部罗伯特试制成功。这种反射器不仅成本极低且性能优良,某些方面使得传统的抛物形反射器望尘莫及,下面介绍它的原理及设计制作方法。一、菲涅耳透镜的理论要点 1815年法国物理学家菲涅耳首先发明了以他名字命名的菲涅耳透镜。通常菲涅耳透镜被

关键词：焦距胶木板焦点奇数相位波前奇点天线反射器菲涅耳透镜卫星接收