花瓣式展開天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)隨著航天事業(yè)的發(fā)展及人們對(duì)信息需求的不斷增加，人們對(duì)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(lái)越大以提高其傳輸帶寬、信號(hào)增益。由于運(yùn)載火箭內(nèi)部空間有限，沒(méi)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(yīng)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(qiáng)，機(jī)構(gòu)執(zhí)行力強(qiáng)等特點(diǎn)，所以固面可展結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上得到了應(yīng)用。
　　目前，國(guó)外對(duì)于固面可展天線的研究非常成熟，已經(jīng)有成功的案例，國(guó)內(nèi)對(duì)于固面可展天線

2、的研究仍然停留在實(shí)驗(yàn)階段。國(guó)內(nèi)外對(duì)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?fù)鋵W(xué)分析、熱分析、動(dòng)力學(xué)分析和測(cè)量實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，對(duì)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(diǎn)，以自由度公式為計(jì)算公式，通過(guò)對(duì)不同動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，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(zhǔn)則。根據(jù)花瓣式可展開空間機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用坐標(biāo)變換方法，建立了通用的展開過(guò)程運(yùn)動(dòng)分析模型，分析了展開過(guò)程中帆板目標(biāo)點(diǎn)的位置，通過(guò)理論計(jì)算，尋求輸入角與輸出角的幾何關(guān)系。應(yīng)用Pro/Engineer軟件，采用虛擬樣機(jī)的方法，得出目標(biāo)點(diǎn)的離散測(cè)量值，采用最小二乘法對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，通過(guò)擬合方程，進(jìn)一步了解各旋轉(zhuǎn)軸的速度與加速度，了解天線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。并利用ADAMS軟件，進(jìn)一步研究此類天線的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。最后制

4、作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)前面部分內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)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(gè)帆板的剛板數(shù)分別為3、4、5，當(dāng)天線的帆板數(shù)為6時(shí)，天線具有最好的收納體積。通過(guò)對(duì)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(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，通過(guò)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(duì)其求導(dǎo)，進(jìn)一步分析輸出角的角速度、角加速度?？梢缘贸?當(dāng)天線增大運(yùn)動(dòng)時(shí)間，各輸出角的角加速度變小，