关于构架式可展开天线结构设计的程序实现

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1、第13卷第2期工程设计学报Vol.13No.22006年4月JournalofEngineeringDesignApr.2006构架式可展开天线结构设计的程序实现关富玲侯国勇赵孟良(浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027)摘要:可展开天线的反射面是通过在可展开背架结构上铺覆金属丝网格薄膜形成的所以存在一个形面偏差~为了满足给定的形面精度指标必须预先设计杆的长度~数量以及互成的角度等量值~本程序编制时采用了计算功能强大的Matlab语言并用C制作界面~计算结果具有很高的实用价值~关键词:可展结构;拟合;形面偏差中图分类号:V414;TP302文献标识码:A文章编号:

2、1006-754X(2006)02-0108-06ProgramimplementationofstructuredesignfordeployabletrussantennaGUANFu-lingHOUGuo-yongAHAOMeng-liang(SpaceStructureresearchCenterAhejiangUniversityHangZhou310027China)Abstract:Thereexistsashape-surfacedeviationinreflectivesurfaceofdeployableantennabe-causeitisform

3、edbycoveringmetal-Wire-netfilmondeployablestructure.InordertomeetthereguirementsofsurfaceandshapeaccuracyitisnecessarytoconfirmalltheparametersaheadsuchasnumberandlengthofmembersanglesbetWeenthemandtheirspaceposition.Thispro-gramandtheoperatingWindoWsaredevelopedrespectivelybyMatlabandVC

4、.TheresultsshoWthatithashighpracticalvalue.Keywords:deployablestructure;fittingparaboloid;surfaceerror.随着卫星技术的不断发展对卫星天线提出了可展开天线不能像固面天线一样通过模具加工新的要求~在大功率通信卫星~电子侦察卫星以及深出相对理想的反射面它的反射面是通过在可展开空探测领域大口径天线越来越成为必不可少的设背架结构上铺覆金属丝薄膜形成的所以形面偏差备~对于星载大口径天线需要采用空间可展开形又引入了一个设计偏差~而且对于这类可展开反射式可采用的展开天线形式有:花瓣型天

5、线~伞状天器设计偏差是主要的形面偏差~为了满足给定的形线~缠绕肋天线~环柱天线~构架式天线和环形展开面精度指标必须在设计前预先设计杆的数量这就天线等~要求在设计前进行计算求出满足给定精度前提下单元构架式展开天线(trussmodulardeploy-的最少杆件的设计以此计算为基准确定设计需要的杆件的长度和数量~本程序即针对四面体单元构ableantenna)的背架是由各种桁架单元(trussmod-架天线的设计来编写的~ular)构成的一种称为Pactruss的桁架结构具有高展开可靠性~高刚度和高抗震性能并且具有灵活的该程序是为了减少设计者的工作量~减短设计几何设计能满

6、足不同的反射面要求~由于具有显著周期~提高设计质量而编制~在编程语言方面采用了计算功能强大的Matlab语言并用C制作界优点它成为各国宇航研究开发的重点~美国[1]面提高了程序使用的方便性~NASA的Olympusastromast~俄罗斯宇航局的展开天线的网格优化设计软件具有自主独立开[2][3]Tetrahedraltruss~日本ISAS的Hingelessmast发的图形系统和良好的中文用户界面操作方便~直都有各自的特点~收稿日期:2005-05-25.基金项目:国家自然科学基金资助项目(69982009).作者简介:关富玲(1945-)女北京人教授博士生导师从

7、事空间结构研究E-mail:ciegflZju.edu.cn.第2期关富玲9等;构架式可展开天线结构设计的程序实现109观'结构的节点编号杆件编号等完全由计算机自动].2结构工作机理完成'用户直接进行图形交互操作9毋须预先编制数据文件9能够直观地生成天线图形9极大地提高了设结构由基本的四面体单元组合而成9分析清楚计效率'结构内四面体的组成关系以及四面体的展开机理9可知整个结构的工作机理'图4和图5为其上下弦]软件编制原理及基本公式的布置图'].]结构整体构思构架式天线通过毂与空间平台连接9其馈源支架由中心支撑9这必然影响天线中心部分的利