射電天線是空間探測、暗能量觀測、行星際探測等天文研究的重要裝備。然而,為提高靈敏度、分辨率及觀測時間,天線面臨大面積、可轉動需求,由此給射電天線的結構設計不斷提出了新的挑戰(zhàn)。本文主要以IPS（Interplanetary Scintillation,IPS）射電望遠鏡天線結構為研究對象,開展天線結構的新型設計研究。根據(jù)IPS射電望遠鏡技術需求,提出一種基于“兩心重合”原理的大型可動式柱面天線的總體方案。分析天線結構特點、轉動特性及其饋電特性,明確技術指標,指出結構輕量化、驅動協(xié)同化、測姿在線化等關鍵技術與設計難點。具體研究結構輕量化方法,引入索-桁架組合結構構型,包括勁性索、預應力索和張弦梁結構,設計射電望遠鏡天線反射體結構模塊,通過初步的力學分析,驗證反射體結構設計的合理性;引入拱形原理,開展斜拉索式、龍門架式、拱梁式等饋源支撐模塊的設計與力學分析,獲得了饋源支撐結構的拱梁式結構;引入桁梁結構體系,設計等強度天線座。結合力學分析,進行各部件拓撲優(yōu)化,使各模塊結構較好地滿足輕量化設計需求。最后,對天線結構整體進行力學分析與仿真,完成天線結構重力、風載與雪載等多工況的靜力學仿真分析和動力... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大型拋物柱面天線研究現(xiàn)狀
        1.2.2 大型柱面天線現(xiàn)狀分析
    1.3 主要研究內容
        1.3.1 研究基礎
        1.3.2 主要研究內容
第二章 天線陣結構總體設計
    2.1 天線陣結構需求分析
        2.1.1 主要技術指標
        2.1.2 工作環(huán)境需求
    2.2 天線結構總體方案
        2.2.1 天線設計原則
        2.2.2 天線選型分析
        2.2.3 天線設計原理
        2.2.4 天線陣單元
    2.3 天線結構關鍵技術研究
        2.3.1 天線結構輕量化研究
        2.3.2 天線饋源支架設計
        2.3.3 天線姿態(tài)角測量
    2.4 本章小結
第三章 天線結構模塊優(yōu)化設計
    3.1 天線陣結構輕量化研究
        3.1.1 索—桁架結構
        3.1.2 反射體結構構型
        3.1.3 反射體結構力學分析
    3.2 天線陣饋源支架結構設計
        3.2.1 饋源支架結構設計方案
        3.2.2 饋源支架方案對比
        3.2.3 饋源支架結構有限元分析
    3.3 天線座及其它結構設計
        3.3.1 天線座結構設計
        3.3.2 反射面結構設計
    3.4 本章小結
第四章 天線陣結構力學分析
    4.1 天線載荷分析
        4.1.1 風載荷分析
        4.1.2 冰雪載荷分析
        4.1.3 有限元工況
    4.2 天線結構有限元模型建立
        4.2.1 結構單元選取
        4.2.2 有限元模型
    4.3 天線結構靜力學分析
        4.3.1 重力載荷計算分析
        4.3.2 風載荷計算分析
    4.4 天線結構模態(tài)分析
    4.5 本章小結
第五章 天線姿態(tài)角測量實驗研究
    5.1 姿態(tài)角測量方法分析
    5.2 測姿測向儀工作原理
        5.2.1 GNSS信號
        5.2.2 幾何原理
        5.2.3 基線方向矢量原理
    5.3 天線姿態(tài)角測量方案
        5.3.1 方案設計
        5.3.2 驗證性實驗
        5.3.3 實驗結果分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 主要工作總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
作者在攻讀期間發(fā)表的學術論文及參加的科研項目



本文編號：3654274