充氣展開天線形面精度分析.pdf

1、形面精度是決定充氣展開天線反射器性能的一個關(guān)鍵因素，如果誤差不在允許范圍內(nèi)，那么它會嚴重降低天線的增益，增加旁瓣電平。因此研究充氣展開天線的形面精度，對結(jié)構(gòu)及其與電性能的匹配設(shè)計具有非常重要的意義。
　　本文使用有限元軟件對充氣展開天線的反射器進行了幾何非線性分析，并利用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)對其進行了試驗研究，得到了形面精度隨氣壓和裁剪方案變化的規(guī)律。
　　對于大位移、大轉(zhuǎn)角和小應(yīng)變條件下的薄膜結(jié)構(gòu)，在壓力作用下變形到拋物面時，

2、推導(dǎo)出其幾何方程和平衡方程，即應(yīng)變表達式應(yīng)包括位移的二次項，平衡條件應(yīng)建立在變形后的位形上。
　　通過有限元分析，得拋物面的變形為“M”型。由位移計算出絕對誤差的均方根誤差(RMSa)，得到氣壓與RMSa為非線性的變化關(guān)系，其關(guān)系圖為通過控制氣壓來調(diào)節(jié)反射面的精度提供了依據(jù)。
　　假設(shè)薄膜結(jié)構(gòu)在壓力作用下，變形后的曲面為二次曲面，而且其變形是軸對稱的，根據(jù)邊界條件，推導(dǎo)出偏斜誤差的均方根誤差(RMSs)與RMSa的關(guān)系式，得

3、出當RMSa保持不變時，RMSs會隨著半徑的增大而減小的結(jié)論。
　　根據(jù)魯茲公式，分析了天線結(jié)構(gòu)對天線電性能的影響，得天線增益下降系數(shù)會隨著RMSa的增大而減小。對于給定的波長和增益，還可以根據(jù)魯茲公式推算出其容許的RMSa。通過迭代確定了設(shè)計曲線，并且根據(jù)誤差要求確定了最小迭代次數(shù)。
　　我們已經(jīng)初步建立了數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，并且利用它測量了裁剪方案和氣壓對形面精度的影響。通過分析確定了精度較高時的工藝形式，從中可以看出粘接