一种面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法技术

本发明专利技术公开了一种面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，涉及雷达天线仿真技术领域；本发明专利技术包括如下步骤：建立索膜桁架天线在轨热分析模型；计算索膜桁架天线在轨不同位置时索膜桁架天线温度场分布；建立计及温度场分布的索膜桁架天线优化设计模型；对优化设计模型进行求解完成索膜桁架天线设计

【技术实现步骤摘要】
一种面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法


[0001]本专利技术属于雷达天线仿真
，尤其涉及一种面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法
。

技术介绍

[0002]索膜桁架天线是一种结构相对轻盈且灵活的星载天线，常用于航空航天应用中；其中，它由索网
、
薄膜反射面和支撑桁架三部分结构组成
。
[0003]索膜桁架天线运行时，为了顺利完成空间侦察
、
对地观测等任务，索膜桁架天线在轨服役过程中必须时刻维持工作所需形面精度；然而索膜桁架天线在轨运行过程中面临着高低温不断变化的极端热环境，极易导致天线发生热变形
、
电性能恶化
。
[0004]因此，为了维持索膜桁架天线工作所需的形面精度，必须对索膜桁架天线进行合理设计和优化，以满足极端热环境下索膜桁架天线在轨服役过程中工作所需的形面精度
。
[0005]对于索膜桁架天线的设计和优化，专利技术人认为现有技术存在以下技术问题：
[0006](1)
现有研究中仅有纯薄膜结构热分析和索网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，包括如下步骤：建立索膜桁架天线在轨热分析模型；计算索膜桁架天线在轨不同位置时索膜桁架天线温度场分布；建立计及温度场分布的索膜桁架天线优化设计模型；对优化设计模型进行求解完成索膜桁架天线设计
。2.
根据权利要求1所述的面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，所述建立索膜桁架天线在轨热分析模型，包括：给定索膜桁架天线模型的几何参数；根据前
、
后索网的拓扑连接关系建立索网结构，利用两节点传热索单元对索网结构进行网格划分，并给定索网结构在轨热分析材料参数；在前索网三角形网格上建立薄膜反射面，利用三角形传热薄膜单元对薄膜反射面进行网格划分，并给定薄膜反射面结构在轨热分析材料参数；根据桁架的拓扑连接关系建立桁架结构，利用两节点传热梁单元对桁架结构进行网格划分，并给定桁架结构在轨热分析材料参数
。3.
根据权利要求2所述的面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，其中，索膜桁架天线模型的几何参数，包括口径
D
，前索网面焦距
f
f
，后索网面焦距
f
r
，桁架高度
H
和桁架边数
N
；索网结构在轨热分析材料参数，包括索单元发射率
e
c
、
吸收率
α
c
、
比热容
c
c
、
热传导率
k
c
、
索单元横截面直径
d
c
和密度
ρ
c
；薄膜反射面结构在轨热分析材料参数，包括薄膜单元发射率
e
m
、
吸收率
α
m
、
比热容
c
m
、
热传导率
k
m
、
薄膜厚度
d
m
和密度
ρ
m
；桁架结构在轨热分析材料参数，包括梁单元发射率
e
t
、
吸收率
α
t
、
比热容
c
t
、
热传导率
k
t
、
梁单元横截面内直径
d
ti
、
外直径
d
to
和密度
ρ
t
。4.
根据权利要求1所述的面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，所述计算索膜桁架天线在轨不同位置时索膜桁架天线温度场分布，包括：定义索膜桁架天线运行轨道参数；给定索膜桁架天线受到的空间外热流条件；给定索膜桁架天线初始温度值和环境温度值；计算得到索膜桁架天线在轨不同位置的温度场分布
T
i
；其中，
i
＝1…
M
，
M
为轨道划分数目
。5.
根据权利要求4所述的面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，索膜桁架天线运行轨道参数，包括轨道类型
、
轨道平面位置
、
索膜桁架天线指向和运行方向；索膜桁架天线受到的空间外热流条件，包括太阳辐射热流密度
、
地球红外辐射热流密度
。6.
根据权利要求1所述的面向在轨热环境的索膜桁架天线设计方法，其特征在于，所述建立计及温度场分...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷永振，于潇，李桂旭，张庆港，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：