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星载轻量化网状反射面天线

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星载轻量化网状反射面天线星载反射面天线的轻量化设计已经成为一种趋势,大型反射面天线由于运载包络以及发射段力学载荷等条件限制,均采用可展开收拢的反射面结构。目前,能够满足可展开天线质量小、体积收缩比大、可展开性要求高的天线反射面类型有网状反射面和膜面反射面。在网状反射面天线中,反射面用金属网[1]代替,质量较小、天线收拢状态的体积小、天线的展缩比

大、整体质量小,网孔的形状和大小也多种多样,不过结构设计相对较为复杂,要求反射面具有可收拢、可展开功能和很高的展开可靠性,目前该技术在国内外均已较为成熟,上星应用较多。此外,网状反射面天线由于其结构特点,决定了它可以具有多种编织结构形式,网孔的形状和大小也是多种多样。

目录

二、技术要点

(解决的技术难题、技术指标等)

TWF是一种新型织物,与传统的平纹、锻纹织物不同,纤维是以相互呈60°夹角的方式排列,单层织物即具备近似面内各向同性特性,加之碳纤维本身热膨胀系数极低,因此温度变化对反射面型面精度的影响基本可以忽略。

三、成果形式

(专利、著作权、新产品、新技术等)

技术

四、应用领域及应用场景

五、当前应用成效

申请人所在单位目前承担了航天器天线[2]、电磁兼容、射频测试和微波系统等四个专业领域的技术研究

六、应用推广的领域和场景

反射面的六边形网格孔洞可使太阳光透射,保证了在反射面上不会产生过大的温度梯度,具有很好的温度均匀性,也使对热控实施的需求显著降低,进一步减轻了反射面天线的重量。背筋的应用,大幅提高了反射面的刚性,同时可有效抑制反射面的翘曲变形,保证型面精度。

七、应用推广的价值和前景

(产业带动能力、效率提升能力、市场规模等)

应用不同频段的网状天线,其网孔大小与波长之间有一定要求,一般要求编织结构网孔大小小于工作波长的十分之一,以达到电性能的要求。TWF采用一种柔性自回弹技术,即采用具有一定柔性和自回弹性能的材料作为天线反射面,同时在反射面背面设计有材料背架,卫星发射时通过外力作用卷曲收纳于运载工具的整流罩内,入轨后,去除外力,反射面可利用其自身回弹性回复至所需的型面。

八、技术优化的方向和途径

反射面的六边形网格孔洞大幅提高了反射面的刚性,可调试网孔和波长,以期适用各种电性能的要求

参考文献

  1. 什么是金属网?,搜狐,2021-02-26
  2. 航天器天线模态测试,搜狐,2023-03-15