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1、-范文最新推荐-1 / 11卫星天线结构设计+文献综述星载可展开结构是卫星结构的重要组成部分，是直接执行卫星功能的重要平台。随着空间技术的发展，大尺寸、轻重量、高精度、高收纳率的可展机构是目前空间结构的发展方向。本文主要针对一种新型的可展开天线——环肋可展开天线，对其背架环肋可展开结构的关节进行了具体设计研究。基于星载可展开结构设计的特点，本文首先对国内外各种可展开结构进行概述和分类，在分析总结的基础上，对环肋可展开天线结构的关节进行具体设计。关节是整个环肋可展开结构的关键，本论文分别对关节的连接传动方式、驱动方式等进行了相关的设计研究。本文为口径为 3m 的环肋可展开
2、结构模型进行了具体设计，包括环关节、肋关节、环杆和肋杆等结构。最后对以上研究工作进行了总结，提出了存在的问题和下一步工作。8098关键字 ： 可展开天线 环肋可展开结构 关节设计Title Title Title Title Satellite antenna structure designAbstract Abstract Abstract AbstractSpace-borne deployable mechanism is an important part of the satelliteswhich is a substantial platform to carry out th
3、e satellites ’ function.With the development of aerospace technology,The deployable truss in bigsize,high accuracy, light-weight is the currency of space structures.Inthis paper,the research object is the back frame of a new type of deployableantenna — hoop-rib deployable structure.The d
4、etails of the joints of-范文最新推荐-3 / 11hoop-rib deployable structure are designed and studied.At first,this thesis reviews the developing processes,study andapplication, and development trend of space-borne deployable constructionfeatures,and compared them in various manners.Based on this ， t he detai
5、lsof the joints of hoop-rib deployable structure are designed and studied.Thejoints are the key to the hoop-rib deployable structure. In this paper, 随着科学技术的不断发展，社会的不断进步，信息已成为现代社会中最为重要的资源之一 ， 而用于传递信息的渠道已经由过去单纯的电缆传输 ， 转变为电缆 、 无线电 、激光等多种传递方式相结合的传输方式 。 特别是采用激光 、 无线电传播方式时 ， 天线成为了不可缺少的接收装置 。 而随着通信 、 空间科学的
6、迅猛发展 ， 以卫星作为传播的中继站成为了首选。然而随着信息量的不断增大，对卫星天线的大容量、多谱段 、 大功率 、 长寿命等功能的需求变得愈加迫切 ， 必然要求天线的口径越来越大以提高其传输带宽、信号增益和简化地面接收装置。但由于火箭有效运载空间、运载力的限制，要求天线在发射阶段以折叠状固定在运载工具有效载荷舱内 ， 待航天器进入轨道后 -范文最新推荐-5 / 11， 再由地面控制中心指令其在空间轨道按设计要求 ， 逐步完成展开动作 ， 然后锁定并保持为工作状态 。 因此 ， 天线的可展开性成为现代空间天线的一个显著特征。可展开卫星天线结构技术研究越来越受到人们的重视，许多国家和航天科研单位
7、都在可展开卫星天线结构技术领域进行着激烈地竞争 。 优良的天线结构设计直接关系到卫星的技术水平，己经成为卫星天线设计的关键内容。1.2 1.2 1.2 1.2 可展结构概念 可展结构概念 可展结构概念 可展结构概念可展结构 ( 如 图 1 一 l) 是 近 4 0 年来随着科学技术的发展诞生并不断发展的一种新型结构体系 。 最广为人知的可展结构是伞 。 可展结构能在折叠状态和展开状态之间变化，它有两种稳定状态 : 完全折叠和完全展开。折叠时，结构体积较小，便于储存和 可展开卫星天线经过三十多年的发展，为了适应不同的需求，衍生出多种多样的结构形式 ， 并且随着新型宇航材料的发展 、 加工装配技术
8、的提高等对天线的结构形式有了更高的要求 ， 新的形式不断涌现 。 按照不同标准 ， 在不同的领域内 ， 可展开天线结构有多种划分方法 。 根据天线反射面结构形式的不同 ， 可将星载可展开天线大致分为板状反射面天线、网状反射面天线以及薄膜型反-范文最新推荐-7 / 11射面天线三大类 , 分别介绍如下 :1.3.1 板状反射面可展开天线板状反射面可展开天线主要是由大量刚性金属板或碳纤维增强塑料 (CTFR) 拼合而成 , 由于实体反射面板可通过精加工提高反射曲面精度 , 完全能够满足天线高精度的要求 。 因此 , 实体反射面天线的最大优点是精度高 。 但这种天线具有结构重量大 , 收缩比小的缺点
9、 , 一般不能应用于大型可展开天线 , 目前已经在卫星上得到应用的实体反射面天线的最大口径为 3. 5 m 。图 1 .1 可展开平面列阵天线结构图 图 1 . 2 花瓣型可展开天线板状反射面可展开天线可分为以下几种： 1. 整体型这种天线与卫星的太阳电池帆板一样 ， 整个反射器绕固定轴旋转至指定位置 ， 即完成其展开过程。其主要代表是可展开平面列阵天线，结构如图 1.1 所示。2. 花瓣型这种天线反射面由许多块刚性板组成 , 板与板之间用铰链连接 , 在铰链外装有弹性元件。天线收拢折叠时 , 压缩弹性元件储存弹性能 , 天线进入太空解锁后 , 天线在弹性回复力作用下自动展开 。 该天线因折叠
10、时外形象含苞欲放的花朵 , 展开时 , 象花开一样美丽 , 故称之为花瓣型天线 , 其结构如图 1 . 2 所示 。 由于这种天线结构过于复杂且重量重 , -范文最新推荐-9 / 1130 英尺的抛物面天线采用的就是缠绕肋可展开天线。 NASA 、 ESA 已经研制出了口径达50 m 的缠绕肋可展开天线 , 并进行了 100 m 级的概念设计。3 ） 环 — 柱形（ Hoop-Column Deployable Antenna)环 - 柱型可展开天线主要由环 、 中心柱 、 拉索系统以及反射面组成 , 这种天线的中心柱由可伸缩套管组成 , 而周边环是由若干节 ( 约 40 节 )
11、杆件铰接而成。收拢时 , 环可以折叠起来收缩到中心柱周围一个很小的体积内。在每个铰链处都有一个扭簧 , 用于展开天线。环与中心柱都是由采用碳纤维增强塑料制成的管件组合而成 , 环与中心柱之间由多组拉索相连 。 环 - 柱天线早期的代表作是 Hurris 公司研制的 6 m 口径反射面 ( 图1 . 5) , 其网面固定在一个展开环上 , 利用上下索来提高环的刚度 , 网背后还有形状精度调整索。这种天线的装配和调整难度都比较大。而且展开的可靠性也比较低。4 ） 构架型 ( TrussModular Deployable Antenna)构架型可展开天线结构如图 1 . 6 所示。天线骨架是可折叠
12、的桁架结构 , 为使桁架能够折叠 , 在桁架的各杆件中间都设有铰链 , 利用弹簧机构将天线展开 。 这类天线具有收缩比高、展开刚度与结构稳定性比较高的优点。但是结构重量大、制造成本很高 。 日-范文最新推荐-11 / 11本的工程试验卫星 ETS - V III 的 13 m 口径反射器是这类天线中最大的飞行件。俄罗斯宇航局研制成功的四面体单元构架式 ( Tetrahedral Truss) 可展开天线也已经成功5 ) 周边桁架式 (Hoop TrussDep loyable Structure)周边桁架式可展开天线 ( 也称环形桁架式可展开天线 ) 结构主要由四部分组成 ( 图1 . 7) : 可展开的周边桁架、金属反射网面、柔性张力索网以及展开动力机构。其中 ,可展开周边桁架由结构完全相同的平行四边形单元组成 , 其完成收放运动的原理是利
