空间可展薄膜阵列天线构型设计与验证

来源：机械工程学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：谢超, 张恩杰, 严飙, 高峰, 杨金平, 房光强, 王治易

单位：1. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;2. 上海宇航系统工程研究所 上海 201108;3. 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室 上海 201108

摘要：面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构的一阶扭转振动频率近似解,指导了薄膜天线结构动力学特性的快速分析与参数设计,相比于非线性有限元法,具有高效便捷的特点。其次,研究了薄膜天线主梁截面半径、框架长宽比、张力大小等特性参数对天线振动频率的影响,给出了结构参数的优选范围,通过仿真和试验方法验证了参数设计的合理性。最后,介绍了薄膜天线在轨展开验证情况,试验表明在卫星姿态机动扰动下天线结构保持稳定,验证了结构设计的可行性。

关键词：空间天线,可展开薄膜阵列天线,构型设计,在轨验证；