星载高精度反射面天线模具设计与仿真分析

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1、星载高精度反射面天线模具设计与仿真分析江文剑黄志荣宋燕平（中国空间技术研究院西安分院，西安710000）hellojian88@126.com摘要：针对星载固面天线制造精度难于提高和固面天线模具材料与反射面材料热膨胀率不匹配两方面问题，调研了国内外高精度反射面天线模具的研究现状，分析了星载固面天线制造过程中型面变形的机理，提出了一种高精度、低热膨胀系数、低成本的复合材料模具，并结合实例阐述了该模具成型原理及技术特点、给出了仿真分析与设计结果。关键词：反射器，模具，高精度，调整技术MouldDesignandSimulationAnalysisofaHighPr

2、ecisionSatelliteReflectorAntennaJIANGWenjian，HUANGZhirong，SONGYanping（ChinaAcademyofSpaceTechnology（Xi’an），Xi’an710000）Abstract:Focusingontwokindsofproblemsconfrontedinsatellitereflector，whicharethatthehigherprecisionofthereflectorishardtobemanufacturedbytraditionalmethodsandthatthe

3、configurationaccuracyofthereflectormouldisarduoustobetteraswellasthethermalexpansioncoefficient（CTE）isnotwellmatchedwiththeCTEofthereflector，anadjustablemoulddesignmethodisstudiedinthispaper.Thestatusofhighprecisionreflectorantennaathomeandabroadissurveyed，themechanismofconfiguratio

4、ndeformationduringmanufacturingthereflectorisanalyzed.Basedonthese，adesignmethodofadjustablecompositemouldwithhighprecisionandsmallCTEinadditiontolowcostisdeveloped，theprincipleandthetechnologicalcharacteristicaboutthismethodareexpounded.Combinedwithanexample，resultsofmouldsimulatio

5、nanalysisanddesignprocessarepresentedinthispaper.Keywords:Reflector;Mould;Highprecision;Adjustmenttechnology具型面机加工困难且价格昂贵，不适于小批量的天1引言线生产；采用传统的复合材料模具尽管可以解决模具与反射器间热膨胀系数不匹配问题，但复材模具随着卫星通信频段逐渐提高，对星载固面天线机械加工过程复杂、成本高。型面精度提出了越来越高要求。高频率波段的开发针对上述问题，本文提出了一种新型复合材料与使用使得国内外固面天线向高精度和超高精度发模具，该模具主要由

6、复材凸模型面、凸模面型面调展。因此，如何设计与制造高精度反射面天线备受整装置、刚性背架等组成，通过调整装置对凸模表科研工作者和工程技术人员的重视和关心。面实施机械调整，使凸模表面达到高型面精度，刚在传统的反射面天线制造过程中，铸铁模具的性背架用于支撑调整装置并保持调整后的凸模型热膨胀系数与碳纤维复合材料反射器热膨胀系数相面，如图1所示。差较大，采用该模具制造高精度反射面天线比较困难；殷钢模具的热膨胀系数低，但高精度的殷钢模·612·图1模具型面调整结构示意图具与反射面具有相同的尺寸；当加热到固化温度2反射面天线制造过程变形分析时，模具和半固化的反射面坯料以各自

7、的热膨胀率膨胀。若它们的膨胀率不同，部件中将产生内应碳纤维复合材料（CFRP）反射器一般制造工力；在保温阶段，反射面在已经膨胀到最大尺寸的艺流程如图2所示。在这过程中关键一环是反射面模具中得到进一步固化；保温结束后，在回温过程的固化成型，反射面型面精度误差产生主要由固化中模具和反射面都以各自的收缩率收缩。如果它们变形引起。从变形原因的角度出发，固化变形可分的收缩率不同，反射面的最后尺寸将与模具的尺寸[1]为热变形、化学收缩变形和由模具导致的变形，不同。前两者属于不可控变形；由模具导致的变形包括模因此，当模具与反射面热膨胀性能存在差异具与反射面间热膨胀系数不匹配

8、和模具型面热变形时，将直接影响反射面的