大型星载可展开天线设计理论、 方法与应用

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 星载可展开反射面天线的研究现状 3
1.3 星载阵列天线的研究现状 9
1.4 星载微电子机械天线的研究现状 11
1.5 我国大型星载可展开天线的研究现状 13
1.6 可展开天线设计理论与方法 16
1.7 下一代大型星载可展开天线的发展趋势 20
参考文献 23
第2章 空间服役环境分析 31
2.1 概述 31
2.2 卫星运行轨道与天线设计要求 31
2.3 高低温环境 32
2.4 微重力 33
2.5 真空 33
参考文献 34
第3章 索桁组合结构形态分析与网面设计 35
3.1 概述 35
3.1.1 坐标系的确定 35
3.1.2 共性参数的描述 37
3.2 反射面网面及支撑结构设计 42
3.2.1 周边桁架式可展开天线 43
3.2.2 构架式可展开天线 67
3.2.3 径向肋式可展开天线 79
3.3 索桁组合结构形态分析及应用 86
3.3.1 索桁组合结构形态分析概述 86
3.3.2 索桁组合结构初始形态设计 86
3.3.3 优化模型的求解与收敛性 88
3.3.4 网状反射面天线的初始形态设计 91
3.3.5 求解流程 92
3.3.6 数值试验与工程案例 93
参考文献 100
第4章 多柔体展开过程分析与控制 103
4.1 概述 103
4.2 桁架部分多柔体力学（运动学、动力学）模型建立 104
4.2.1 结构组成及简化模型 104
4.2.2 展开过程运动学分析 105
4.2.3 展开过程动力学分析 107
4.3 索网对展开过程的影响分析 109
4.3.1 基于悬链线单元的索网建模 109
4.3.2 松弛索网找形方法 111
4.3.3 展开过程索力影响分析 112
4.3.4 展开过程试验验证 114
4.4 展开过程驱动索速度规划 119
4.5 展开过程控制 121
参考文献 123
第5章 网状反射面天线电性能分析与等效 125
5.1 概述 125
5.2 空间网状反射面天线反射矩阵与漏射矩阵 125
5.2.1 反射丝网的入射场、反射场及漏射场 125
5.2.2 平面丝网的表面感应电流 127
5.2.3 无源交调 128
5.3 几种典型丝网的等效准则 128
5.3.1 丝网等效准则 128
5.3.2 典型丝网反射面天线电性能计算 132
5.4 空间网状反射面天线机电综合设计 135
5.5 数值试验与结果分析 136
5.5.1 阵列馈源 周边桁架式网状反射面天线电性能分析 136
5.5.2 径向肋式可展开天线电性能分析 139
5.5.3 构架式可展开天线电性能分析 139
参考文献 142
第6章 索桁组合结构形面精度测量与调整 143
6.1 概述 143
6.2 形面精度的摄影测量 143
6.3 索张力测量 147
6.4 形面精度调整试验 148
参考文献 152
第7章 索桁组合天线展开可靠性分析 153
7.1 概述 153
7.2 星载网状反射面天线展开失效树与底事件概率 154
7.2.1 失效树模型的建立 155
7.2.2 底事件的分类 155
7.2.3 周边桁架式可展开天线展开可靠性分析的底事件获取 157
7.3 区间与概率混合可靠性模型 157
7.3.1 概率可靠性模型 157
7.3.2 区间与概率混合可靠性模型 158
7.4 关键底事件可靠性分析 161
7.4.1 关键底事件可靠性分析时所涉及的不确定量分类 161
7.4.2“节点轴转动卡死”底事件可靠性分析 161
7.5 伸缩杆滑动试验装置及试验方法 163
7.6 星载网状反射面天线展开失效概率计算 164
7.7 星载网状反射面天线底事件重要度计算 167
参考文献 169
第8章 原理样机研制与试验 173
8.1 概述 173
8.2 原理样机研制 173
8.2.1 指标与误差分配 173
8.2.2 材料与加工 174
8.2.3 特殊设备研制 182
8.3 样机试验 186
8.3.1 静力学试验 186
8.3.2 固有频率试验 186
8.3.3 展开过程试验 187
8.3.4 展开可靠性试验 191
参考文献 194
第9章 星载大型可展开天线综合设计平台 195
9.1 概述 195
9.2 基本框架与流程 196
9.2.1 总体框架 196
9.2.2 流程与分析 197
9.2.3 数字化建模的实例组合 197
9.3 数字化建模及关键技术 199
9.3.1 数字化建模方法 199
9.3.2 CAD/CAE集成技术 202
9.4 星载大型可展开天线综合设计平台的主要功能与模块 205
9.4.1 数字化建模的组成 205
9.4.2 星载大型可展开天线综合设计平台SDADS的主要功能 206
9.5 案例验证 208
参考文献 210
第10章 静电成形薄膜反射面天线 211
10.1 概述 211
10.2 基本原理与场耦合理论模型 212
10.2.1 静电成形薄膜反射面天线的基本原理 213
10.2.2 两场耦合理论模型 213
10.3 电压数值与电极布局优化 217
10.3.1 静电成形薄膜反射面天线的基础电极分布形式 217
10.3.2 电极电压的优化 220
10.3.3 电极布局优化数学模型与求解 221
10.4 模型研制与试验 224
10.4.1 基础电极的制作 224
10.4.2 薄膜反射面的制作 226
10.4.3 薄膜反射面静电成形试验 232
10.5 薄膜反射面的热塑成形 233
参考文献 237
索引 239