花瓣式展開天線結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗研究.pdf

1、近年來隨著航天事業(yè)的發(fā)展及人們對信息需求的不斷增加，人們對衛(wèi)星的信息傳輸能力要求日益增大，必然要求天線的口徑越來越大以提高其傳輸帶寬、信號增益。由于運載火箭內(nèi)部空間有限，沒有多余的空間攜帶大型的衛(wèi)星天線，因此可展結(jié)構(gòu)被廣泛的應用于航天事業(yè)。由于固面結(jié)構(gòu)型面精度高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強，機構(gòu)執(zhí)行力強等特點，所以固面可展結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計上得到了應用。
　　目前，國外對于固面可展天線的研究非常成熟，已經(jīng)有成功的案例，國內(nèi)對于固面可展天線

2、的研究仍然停留在實驗階段。國內(nèi)外對于該領(lǐng)域的研究主要集中在各種參數(shù)的分析方面，包括:可靠性分析、拓撲學分析、熱分析、動力學分析和測量實驗等方面。本文基于花瓣式固面可展天線，具體討論了此類天線的分塊形式，分析了此類天線的運動學問題，對此類天線的加速度調(diào)節(jié)提出可行性建議。
　　本文主要根據(jù)花瓣式衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)特點，以自由度公式為計算公式，通過對不同動力桿件的選取，確定此類天線剛板數(shù)目;以收縮后天線體積最小為標準，確定此類天線帆板數(shù)目，

3、最終確定出此類天線的分塊準則。根據(jù)花瓣式可展開空間機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，采用坐標變換方法，建立了通用的展開過程運動分析模型，分析了展開過程中帆板目標點的位置，通過理論計算，尋求輸入角與輸出角的幾何關(guān)系。應用Pro/Engineer軟件，采用虛擬樣機的方法，得出目標點的離散測量值，采用最小二乘法對離散數(shù)據(jù)進行曲線擬合，通過擬合方程，進一步了解各旋轉(zhuǎn)軸的速度與加速度，了解天線的運動規(guī)律。并利用ADAMS軟件，進一步研究此類天線的運動學問題。最后制

4、作實驗模型，進行實驗，通過實驗數(shù)據(jù)對前面部分內(nèi)容進行驗證，對其正確性近一步證明。
　　最終確立了花瓣式衛(wèi)星天線的分塊形式為:每個帆板的剛板數(shù)分別為3、4、5，當天線的帆板數(shù)為6時，天線具有最好的收納體積。通過對天線結(jié)構(gòu)位置分析，確立輸出角與輸入角之間的函數(shù)關(guān)系。并對其運動學分析，通過擬合方程的方法，擬合出輸出角關(guān)于輸入角的函數(shù)式，并對其求導，進一步分析輸出角的角速度、角加速度?？梢缘贸?當天線增大運動時間，各輸出角的角加速度變小，