The invention discloses a metal feeding waveguide in the space environment under the deformation control method, which comprises the following steps: S1, according to the spaceborne passive reflectarray antenna, determine the metal feeding waveguide geometry parameters and material properties; S2, according to the metal structure of the feed waveguide layout, boundary conditions and performance requirements, determine the structure elastic support; S3, according to the metal feeding waveguide geometry parameters and material properties, establish a finite element model of metal waveguide feed; S4, according to the constraint conditions and the metal feeding waveguide thermal load environment, calculating value distribution of deformation force and metal heat feeding waveguide in space environment S5, based on the thermal heat; we should value the distribution of deformation force and heat, determine the elastic range elastic support, in order to complete the metal feeding waveguide deformation in the space environment control. The invention solves the problem of heat resistance design of the metal feeding waveguide by designing an elastic support, and can guide the deformation control design of the metal feeding waveguide in the space environment and the launching stage.
【技术实现步骤摘要】
一种金属馈电波导在空间环境下形变控制方法
本专利技术涉及有效载荷天线结构设计领域,具体涉及一种金属馈电波导在空间环境下形变控制方法。
技术介绍
随着有效载荷天线的飞跃式发展,对天线多功能、多波段、远距离、高功率等性能要求越来越高,卫星数据传输容量的要求越来越大,卫星的有效载荷随之增加。高传输功率、低损耗和高可靠性的金属馈电波导得到广泛应用。某大口径星载无源平面反射阵列天线采用空馈形式的刚性反射阵列天线,其馈源与反射面之间的相对位置精度较高,高传输功率、低损耗和高可靠性的馈电方式选择及抗空间热环境设计成为星载无源平面反射阵列天线结构设计技术的难点之一。综合考虑高功率电性能传输的低损特性、产品加工成型的工艺成熟度以及星载产品重量等要求,星载无源平面反射阵列采用金属馈电波导的方式进行电性能传输。公开号为CN201857337U的专利文献公开了一种锡槽升温过程大罩钢结构膨胀热变形的控制装置,容易引起金属内部应力集中。非专利文献《HelgessonPropagationindielectricslabloadedrectangularwave-guide》介绍了国外NASALangley研究中心与L'Garde公司合作研制用于大口合成孔径雷达(SAR)系统的缝隙天线阵,其馈源主要通过折叠展开矩形波导进行馈电,但未能考虑星载环境下的热学特性以及折叠结构引起的电磁损耗。非专利文献《折叠波导空间展开纵向形变控制分析》介绍了一种采用充气薄膜形式制作波导,主要分析了波导内部压力、材料厚度等条件对折叠波导空间形变的影响,忽略了外部环境因素对其力学环境的影响。非专利文献《殷钢波导 ...
【技术保护点】
一种金属馈电波导在空间环境下形变控制方法,其特征在于,包含以下步骤:S1、根据星载无源平面反射阵列天线,确定金属馈电波导的几何结构参数和材料属性;S2、根据金属馈电波导的结构布局、边界条件、性能要求,确定弹性支架的结构;S3、根据金属馈电波导的几何结构参数和材料属性,建立金属馈电波导的有限元模型;S4、根据金属馈电波导的约束条件及热载荷环境,计算金属馈电波导在空间环境下的热应力分布及热变形值;S5、根据热应力分布及热变形值,确定弹性支架的弹力范围,以完成金属馈电波导在空间环境下的形变控制。
【技术特征摘要】
1.一种金属馈电波导在空间环境下形变控制方法,其特征在于,包含以下步骤:S1、根据星载无源平面反射阵列天线,确定金属馈电波导的几何结构参数和材料属性;S2、根据金属馈电波导的结构布局、边界条件、性能要求,确定弹性支架的结构;S3、根据金属馈电波导的几何结构参数和材料属性,建立金属馈电波导的有限元模型;S4、根据金属馈电波导的约束条件及热载荷环境,计算金属馈电波导在空间环境下的热应力分布及热变形值;S5、根据热应力分布及热变形值,确定弹性支架的弹力范围,以完成金属馈电波导在空间环境下的形变控制。2.如权利要求1所述的形变控制方法,其特征在于,所述的星载无源平面反射阵列天线包含天线阵面、支架、馈源及金属馈电波导,所述的金属馈电波导分为依次连接的四个部分,分别为上端面、主体段、下端平直段及下端面,其中,所述的上端面与所述馈源连接,所述的主体段沿所述支架设置,并与所述支架固定,下端平直段通过弹性支架进行约束,下端面通过波导同轴转化器连接到星体内部。3.如权利要求1所述的形变控制方法,其特征在于,所述的步骤S1中,金属馈电波导的几何结构参数包含:金属馈电波导的截面尺寸、金属馈电波导的高度、金属馈电波导的弯折角度、金属馈电波导的法兰尺寸。4.如权利要求1或3所述的形变控制方法,其特征在于,所述的步骤S1中,确定金属馈电波导的几何结构参数包含:根据馈源距天线阵面安装高度确定金属馈电波导的高度;根据支架的外形结构与馈电输入端口位置,确定金属馈电波导的弯折角度和平直段长度;根据输入端电接口法兰尺寸,确定金属馈电波导端口与之匹配的法兰尺寸;根据星载无源平面反射阵列天线的工作频率指标要求,计算出金属馈电波导的内壁尺寸,根据金属馈电波导的重量、刚度与加工工艺要求,确定金属馈电波导的壁厚,由内壁尺寸及壁厚确定金属馈电波导的截面尺寸。5.如权利要求1所述的形变控制方法,其特征在于,所述的步骤S1中,金属馈电波导的材料属性包含:金属馈电波导的材料类型、密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、导热系数及比热容。6.如权利要求5所述的形变控制方法,其特征在于,所述的金属馈电波导的材料类型为铝材、铜材及殷钢中的一种。7.如权利要求2所述的形变...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩如冰,王敏,樊鸣鸣,宋诚,商远波,
申请(专利权)人:上海无线电设备研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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