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首次火星探测70米天线结构保型设计

天文研究与技术 2023年第4期20卷 283-289页

作者：李燕赵武林李大涛中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西西安710065 陕西省天线与控制技术重点实验室陕西西安710065 长安大学工程机械学院陕西西安710064

详细介绍了首次火星探测70 m天线结构保型设计的实现方法和关键要素:用伞形支撑结构实现反射体等刚度支撑,达到结构变形均匀化,提高主反射面的吻合精度,为保型设计奠定坚实基础;用三自由度调整机构实现副反射面随动控制,补偿主反射面最... 详细信息

详细介绍了首次火星探测70 m天线结构保型设计的实现方法和关键要素:用伞形支撑结构实现反射体等刚度支撑,达到结构变形均匀化,提高主反射面的吻合精度,为保型设计奠定坚实基础;用三自由度调整机构实现副反射面随动控制,补偿主反射面最佳吻合以及副面支撑结构变形带来的电性能下降,为保型设计提供有力保障。工程中用到的等刚度设计理念为国内鲜有的设计理念,对我国后期大口径天线设计具有参考意义。三自由度调整机构能够有效补偿副面支撑结构变形以及主反射面最佳吻合后焦点位置调整带来的电性能下降。

关键词：保型设计等刚度设计最佳吻合技术副面随动控制大口径天线

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大口径高精度波束波导天线保型设计方法研究

机电工程技术 2023年第8期52卷 59-63页

作者：李博张正栋赖宝中国电子科技集团公司第三十九研究所西安710065 陕西省天线与控制技术重点实验室西安710065

由于受到波导筒结构干涉、天线口径需求大、精度要求高等综合因素制约,伞型支撑和4点支撑等目前国内外主要的天线保型支撑设计方法均很难用在大口径高精度波束波导天线的研制中。在4点支撑的基础上,针对大口径高精度波束波导天线特点提... 详细信息

由于受到波导筒结构干涉、天线口径需求大、精度要求高等综合因素制约,伞型支撑和4点支撑等目前国内外主要的天线保型支撑设计方法均很难用在大口径高精度波束波导天线的研制中。在4点支撑的基础上,针对大口径高精度波束波导天线特点提出了16点支撑保型设计方法,并结合某120 m天线指标要求详细设计了16点支撑的基本结构形式。通过ANSYS有限元仿真发现天线多角度姿态下重力变形分布均匀,预调且最佳吻合处理后天线0°~90°工作范围主面精度可大幅提高至0.7 mm (r.m.s)以内。结果表明16点支撑设计方法为大口径天线设计特别是大口径高精度波束波导天线的保型设计提供了一种崭新的设计思路,并对天线的研制有着指导意义。

关键词：保型设计大口径波束波导 16点支撑有限元分析

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大型相控阵天线结构保型设计研究

计算力学学报 2013年第3期30卷 444-448页

作者：保宏冷国俊段学超杜敬利钟剑锋西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071 南京电子技术研究所天线微波国家重点实验室南京210039

针对某大型相控阵天线自重大、表面精度要求高、加强筋安装位置受限的特点,本文进行相控阵天线阵面保型的结构方案设计。考虑到加强筋安装位置和型材受限,提出了连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓朴优化转换... 详细信息

针对某大型相控阵天线自重大、表面精度要求高、加强筋安装位置受限的特点,本文进行相控阵天线阵面保型的结构方案设计。考虑到加强筋安装位置和型材受限,提出了连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓朴优化转换为连续变量拓朴优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。同时,为降低支腿驱动力,以调整机构条件数为目标进行铰节点的布局优化,并进行了静、动力的计算,确定了支腿最大驱动力。对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果,并且该方案将应用到工程实际中。

关键词：相控阵天线保型设计拓扑优化矩阵条件数

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大型相控阵雷达天线阵面保型优化设计

大型相控阵雷达天线阵面保型优化设计

作者：徐文华西安电子科技大学

学位级别：硕士

相控阵雷达作为现代雷达天线的主要发展方向之一，已广泛应用于几乎所有类型的军用雷达系统。某大型相控阵雷达由九块超级子阵分块拼接组成，本文以其中的一子阵为研究对象，对该子阵的保型优化设计进行研究。完成的主要工作如下： 1.... 详细信息

相控阵雷达作为现代雷达天线的主要发展方向之一，已广泛应用于几乎所有类型的军用雷达系统。某大型相控阵雷达由九块超级子阵分块拼接组成，本文以其中的一子阵为研究对象，对该子阵的保型优化设计进行研究。完成的主要工作如下： 1.针对该相控阵雷达天线面板包含大量周期性通孔的结构特点，不利于结构有限元模型的建立，应用均匀化方法，导出了等效弹性模量和泊松比等力学量，从而使天线面板结构分析简化为等厚度的无孔板结构，不仅使计算工作量大为减少，且易于工程应用。 2.针对该相控阵天线面板加强筋只能在若干型材中选取的难点，本文提出了一种新的离散变量优化设计模型。该模型中，以最小应变能为目标函数，重量为约束，引入连续化阶梯函数，从而使离散变量优化问题可转化成连续变量优化问题，利用目标函数与约束函数同时对设计变量取中间值进行惩罚，保证了优化解能落在离散值附近。原问题的规模与求解难度，均得到了较为明显的改善。 3.将以上方法实际应用于大X波段相控阵雷达天线阵面的保型设计中，取得了较为满意的结果。依本文方法设计的结果，制造了工程样机，满足了型面精度与自重等方面的要求。

关键词：相控阵雷达均匀化方法离散变量保型设计

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大口径射电望远镜结构的保型设计

电子机械工程 2014年第6期30卷 43-46页

作者：张萍中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西西安710065

发展空间科学,探索宇宙的奥秘,是我国航天科技发展的目标。作为射电天文学主要探测工具的射电望远镜,为适应深空探测的需求,高精度、大口径是其发展的必然方向。大口径射电望远镜结构系统的设计对整个系统设计起着决定性的作用。文中详... 详细信息

发展空间科学,探索宇宙的奥秘,是我国航天科技发展的目标。作为射电天文学主要探测工具的射电望远镜,为适应深空探测的需求,高精度、大口径是其发展的必然方向。大口径射电望远镜结构系统的设计对整个系统设计起着决定性的作用。文中详细阐述了望远镜结构由刚性设计向柔性设计发展的必要性,介绍了望远镜结构保型设计的原理及其在世界知名大型射电望远镜结构设计中的成功应用,并结合我国最大口径的66 m天线的设计实践,证明了该设计方法的科学性与先进性。

关键词：射电望远镜保型设计精度刚度

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大口径射电望远镜结构的保型设计

大口径射电望远镜结构的保型设计

2014年电子机械与微波结构工艺学术会议

作者：张萍中国电子科技集团公司第三十九研究所

随着高精度、大口径射电望远镜的广泛应用,望远镜结构由刚性设计向柔性设计发展成为必然趋势。本文详细介绍了保型设计的原理及其在世界知名大射电望远镜结构设计中的成功应用,并结合我国最大口径的66m天线的设计实践,证明了该设计方法... 详细信息

随着高精度、大口径射电望远镜的广泛应用,望远镜结构由刚性设计向柔性设计发展成为必然趋势。本文详细介绍了保型设计的原理及其在世界知名大射电望远镜结构设计中的成功应用,并结合我国最大口径的66m天线的设计实践,证明了该设计方法的科学性与先进性。

关键词：射电望远镜保型设计精度刚度

来源： cnki会议评论

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射电望远镜结构技术发展综述

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 48-58页

作者：张明珠王海仁左营喜高婧婧中国科学院紫金山天文台江苏南京210034 中国科学技术大学天文与空间科学学院江苏南京210034

综述天文学研究极致追求下单口径射电望远镜天线结构技术发展历史.更大的口径、更高的精度、更大的带宽,是射电望远镜一直以来的追求.早期大型射电望远镜受制于重力、温度、风等自然因素对望远镜的影响和当时的技术水平,只能在较低的工... 详细信息

综述天文学研究极致追求下单口径射电望远镜天线结构技术发展历史.更大的口径、更高的精度、更大的带宽,是射电望远镜一直以来的追求.早期大型射电望远镜受制于重力、温度、风等自然因素对望远镜的影响和当时的技术水平,只能在较低的工作频段进行观测.自Von Hoerner提出保型设计,射电望远镜在结构设计上突破了重力极限,在与以前望远镜同等条件下能实现更大口径和更高精度,这使得射电观测波段往更短的方向扩展.随着天文科学面向更短波段的毫米波和亚毫米波观测,仅通过结构保型设计的望远镜已无法满足需求,天线保护罩、主动面控制等手段应运而生.当前大型亚毫米波望远镜已成为国际天文界的迫切需求,即使上述手段发挥到了极限也无法达到其指标要求,因此必须在方法与技术上进行大的革新.

关键词：望远镜结构保型设计大口径高精度主动面控制

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一种大型反射面天线的有限元建模与优化设计

一种大型反射面天线的有限元建模与优化设计

作者：孔令辉西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着天文观测和空间探索活动的日趋活跃，反射面天线正朝着大口径、高频段的方向发展。然而，由天线口径的增加引起的表面变形势必对天线性能产生一定的影响。因此，对大型天线的结构设计、优化以及变形补偿的研究具有实际而重要的意义... 详细信息

随着天文观测和空间探索活动的日趋活跃，反射面天线正朝着大口径、高频段的方向发展。然而，由天线口径的增加引起的表面变形势必对天线性能产生一定的影响。因此，对大型天线的结构设计、优化以及变形补偿的研究具有实际而重要的意义。本文旨在利用有限元建模软件完成对天线结构各部分的参数化建模，并通过与优化软件Isight之间的交互来实现对天线结构的优化设计，进一步研究通过分段最佳吻合抛物面的方法来实现对天线变形主面的保型设计，为保证天线结构的合理设计和工作指标奠定了基础。首先，本文对天线结构优化的相关理论和方法做了深入地研究，结合某天线副反射面支撑的案例分析，验证了利用有限元软件ANSYS和优化软件Isight进行结构优化设计的可靠性和有效性。其次，根据天线结构设计要求和有限元建模的基本原则，分别建立了110m反射面天线底座和反射体的参数化有限元模型。完成了三种不同结构型式的天线底座在等效作用力下的有限元分析，确定了A型框架结构的天线座设计方案。同时，完成了对反射体初始模型的重力分析，为后续的结构优化改进奠定了基础。之后，建立了110m反射面天线多工况、多尺度下的结构优化模型，并完成了对设计变量的归并与归一化处理，利用ANSYS和Isight之间的交互设计完成了对模型的优化工作。同时，对优化后的模型进行了风载与模态的校核分析，确保天线可以安全有效地工作。最后，基于110m反射面天线的有限元分析结果，利用分段最佳吻合抛物面的方法实现了对变形主面的保型设计。计算得到的最佳吻合参数，可以被用来指导天线工作时的实时调整，有效地提高了天线性能。

关键词：反射面天线有限元建模结构优化保型设计分段最佳吻合抛物面

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射电望远镜天线结构设计与性能实现

无线电工程 2018年第11期48卷 1-7页

作者：郑元鹏刘国玺金超伍洋张亚林张一凡中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

射电望远镜向大型单口径和中小口径多天线组阵2个方向不断发展,目标是提升望远镜的灵敏度和分辨率。2个方向都面临结构安全性、建造成本与效率的问题。望远镜结构性能是影响系统总体指标与性能的重要因素,从结构设计的角度论述了提升性... 详细信息

射电望远镜向大型单口径和中小口径多天线组阵2个方向不断发展,目标是提升望远镜的灵敏度和分辨率。2个方向都面临结构安全性、建造成本与效率的问题。望远镜结构性能是影响系统总体指标与性能的重要因素,从结构设计的角度论述了提升性能的技术与方法,给出了结构分析要点与建模方法,阐述了影响望远镜效率和指向精度的结构因素与设计改进方法,分析了射电望远镜未来的发展趋势,为后续的研究和项目建设提供参考。

关键词：射电望远镜保型设计轴系精度天线效率指向精度