[发明专利]一种索网反射面天线形面精度与张力状态的同时设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种索网反射面天线结构，特别是一种索网反射面天线形面精度与张力状态的同时设计方法。

背景技术

天线结构广泛应用于通信、导航、定位、雷达、射电天文等国防和国民经济的诸多领域。为探测微弱信号或增大发射功率，不仅要求天线的口径很大，而且要求反射面的精度很高。通常天线的口径需要达到十几米，甚至更大。而为获得所需的电性能，往往要求天线的反射面精度达到其工作波长的1/50，这一要求非常苛刻。例如，工作频率为3GHz（S波段）的天线，衡量天线反射面精度的均方根误差通常应小于2mm。

索网反射面天线是大口径天线发展的主要趋势之一，也是星载大型可展开天线的一种重要形式，具有结构简单、重量轻、易于实现大口径、收拢体积小等优点。然而，索网反射面天线的设计是非常困难的。首先，由于索网反射面的表面由索网的三角形小平面拼接而成，存在原理误差。这就要求网面节点的形面精度要更高，一般要低于期望均方根误差的2/3。其次，由于索网是柔性结构，所有索段必须处于张紧状态且索网的张力状态要尽可能均匀，这样才能获得更好的力学性能。

由于索网结构的力学模型复杂，建模误差大且索网位移与张力状态之间的耦合性强。因此，既要达到很高的形面精度，又要同时实现均匀的张力状态是索网反射面天线设计中的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种索网反射面天线形面精度与张力状态的同时设计方法，以便在保证天线形面精度的情况下，使得索网的张力状态均匀。

本发明的目的是这样实现的，一种索网反射面天线形面精度与张力状态的同时设计方法，其特征是：至少包括如下步骤：

1）首先确定一个最初的平衡参考构型，即为k＝0时的构型，对应的索网节点位置记为X⁽⁰⁾，索段的放样长度记为

2）确定第k次迭代时索网需要产生的节点位移

3）在第k次平衡状态的基础上，确定第k次迭代时索段张力关于索长的敏度矩阵节点位置关于索长的敏度矩阵

4）采用如下的优化模型来求解第k次的索长修正量

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