高精度准光天线装配校准测量技术研究

高精度准光天线尺寸小、部件多、结构紧凑且复杂,工作频率达到数百赫兹以上,这些特点对天线的装配校准和测量提出了高精度、高效率和高可靠的需求.基于此,针对天线装配校准过程提出了一种统一基准定位装配技术,实现了天线反射镜、馈源喇叭、频选和线栅等部件的高精度可靠装配,并降低了最终装配累积误差的影响,同时针对测量过程,提出了一种基于激光测量和数模比对技术建立虚拟基准用于高精度天线多部件形状位姿等装配精度测量的新技术.解决了目前高精度准光天线各部件装配精度测量的难题,提高了准光天线装配校准测量的精度和效率,对后续相关类型天线的高精度装配校准和测量具有重要的指导意义.     

一种Q/V频段天线馈源组件差模耦合器加工工艺方法

Q/V频段天线馈源组件差模耦合器结构较复杂,呈现集成化、小型化、多端口特点,对加工及装配精度要求较高,受现有工艺设备精度限制问题,加工难度较大.为利用现有工艺设备实现该产品封闭结构、多级小间隙配合、四通道精密对接加工及装配,介绍了一种Q/V频段天线馈源组件差模耦合器加工工艺方法.该方法基于工艺尺寸链理论,通过创新优化工艺尺寸链设计、修配法装配、交互式工艺流程设计等措施相结合,适当降低加工难度,利用现有设备可达精度进行加工,达到设计要求.该方法为类似具有多级装配且精度要求较高的产品工艺设计及结构设计提供新的思路.     

装配校准对机械可动天线主反射器型面精度影响的研究

为保证卫星机械可动天线的电气性能要求,需要对其副反射器和馈源组件进行装配校准.副反射器装配校准对天线主反射器型面精度影响较大.本文采用有限元方法,对不同副反支杆的16种工况进行了分析,得出装配校准对主反射器型面精度值的影响.提出采用工装,在装配校准时直接粘接碳杆和金属接头的方法,减小甚至消除装配应力,使主反射器的型面精度值变化仅为0.01 mm,装配校准效率提高50％以上.     

V 频段卫星通信天线捕获跟踪系统研究

随着卫星通信向大容量、网络化发展,Q/ V 频段逐渐应用于卫星通信的星地馈电链路和星间链路。为了掌握Q/ V 频段卫星通信技术,课题开展了频率较高的V 频段卫星通信天线捕跟系统研究和关键单机研制。由于V 频段天线波束窄,天线指向精度要求高,课题选择了程控+自动跟踪的天线指向控制方法,天线捕获跟踪采用单通道单脉冲体制方案。针对V 频段1. 8m 天线,解决了反射面赋性设计、精加工和形面精度测试,馈源小型化、精加工和装配,以及天线增益测试等难题。解决了V 频段单通道调制器芯片电路稳定工作和参数优化方法,实现了低噪声、高增益和高的和差通道隔离特性。在单机研制基础上,搭建了V 频段天线捕跟系统,通过外场捕获跟踪试验,获取了V 频段卫星通信天线捕跟系统关键参数:天线增益大于56dBi,低噪放噪声系数小于4. 2dB,自跟精度优于0. 05°。通过课题研究,验证了天线捕跟系统优良的跟踪性能,突破了V 频段关键单机设备研制技术,为后续型号应用积累了工程经验。     

星载大口径反射器组件双向调节低应力装配胶接技术

大口径高精度反射器天线是夺取制信息权和制天权卫星的核心单机,其性能直接影响到数据反演的精度和准确度.大口径高精度反射器的性能核心指标在于反射面成型精度及反射面型面精度稳定性两方面,目前大口径高精度反射器研制的精度指标仍存在不稳定问题.文章提出了一种型口径大于1.5 m的星载大口径高精度反射器的低应力胶接装配技术.通过设计一种双向自由调节装置,保证反射器本体型面自由支撑状态下,通过调节背部接口,完成组件装配,最大限度降低反射器本体型面受力,降低反射器组件装配过程受力对型面精度的影响,确保反射器成型型面的高精度成型,实现反射器组件的低应力胶接装配.最终产品型面精度相较于本体精度,仅降低了不到0.012 mm r.m.s,相较于传统大口径高精度反射器胶接装配型面精度损失达0.03 mm r.m.s以上,该技术方法对高精度反射器成型具有显著提高.     

天线单元组件检测系统设计

结合实际产品研制情况,分析了雷达关键件——天线单元组件特性。根据组件的特点和精度要求,研制出一种组件检测系统。该系统具有精度高、操作简便等特点,能对天线单元组件的工艺装配进行快速有效的检测。生产实践表明,由检测系统来完成组件装配的检测不仅提高了组件的加工效率和加工质量,还对推进机械加工自动化的发展具有重要意义。     

静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪天线电性能设计

静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪天线系统是静止轨道微波遥感的关键技术之一,文章对天线系统方案进行了设计,给出了天线电性能仿真分析结果,并考虑了天线的形面及装配校准误差对天线电性能的影响程度,同时对天线的馈电系统方案进行了设计。     

重叠可展开天线双轴指向机构的设计及应用

针对重叠可展开天线占星空间大、指向精度要求高等问题，设计了一种双轴指向机构，该机构通过以电机外壳为轴来使用，旋转变压器直接装配在电机外壳上的方法，使得机构整体结构紧凑，负载力矩及驱动力矩较大，能够可靠实现重叠天线的在轨展开和捕跟运动。并设计了硬限位功能，能在天线失效或控制失误时有效保护天线本身以及卫星上其他产品。重点阐述了该指向机构的工作原理及组成、结构设计及其相应的校核计算，校核结果表明，其关键指标断电保持力矩大于3Nm，裕度远远超过在轨指标，实验结果表明其转动精度高达0.008°，通过实际项目中的部分真实数据及飞行卫星上的成功应用充分验证了其可行性和高效性，新型双轴指向机构的设计对多重叠天线的实现有一定的贡献意义。     

大型网状天线展开指向精度测量方法研究

可展开天线研制过程中需对其进行地面展开指向精度测试以验证天线在轨实际指向性能.为了实现大型网状天线展开指向精度的地面测量,基于天线实际结构特点,从影响天线展开指向精度的因素入手,在建立的统一卫星坐标系分析模型下采用了一种基于展开臂、反射器和馈源阵等多个组成子部件单独展开指向精度直接测量的模式,并在各子部件测量结果的基础上间接分析得到天线的综合指向精度,最终不仅解决了目前对于大型网状天线展开指向精度在地面无法直接测量的难题,实现了其指向精度的间接测量,而且使综合测量精度优于0.01°,满足了高精度测量需求,研究结果对后续相关类型大尺寸天线展开指向的高精度测量和分析具有重要的指导意义.     

基于相控阵天线的大尺寸微波基板与连接器一体化精密装焊技术研究

相控阵天线集成化、小型化的发展趋势要求其收发组件具备更高系统的集成度、更小的成本及体积.收发组件中功率分配与合成网络的小型化需要微波基板电路与机壳大面积接地互联,并使用规格更小的SMP连接器,实现电气连接和信号传输.针对某型号相控阵天线收发组件,使用的尺寸为145 mm×160 mm的RO4350B微波基板和39个SMP连接器焊接至铝镀银机壳上工艺进行研究.通过分析工艺指标难点,对基板焊接、SMP连接器焊接以及组合后一体化焊接中的各难点研究并给出相应措施,解决了焊接工艺中存在的空洞率、装焊精度、温度传输等问题,成功将基板与连接器进行一体化精密焊接,使基板与SMP连接器焊接指标均满足要求,有效焊接面积均可达85％,SMP连接器孔缝表面均填满95％以上,同轴度偏差<0.05 mm,且平面度落差<0.05 mm,装配精度和质量满足型号需求.     

基于纤维缠绕技术的自适应天线反射器

现代信息社会越来越需要更大的通讯能力，这种需要可通过发展更高的远程通讯频率来满足，为实现此目的，使用发射天线的卫星通讯系统，德国宇航研究院结构力学研究所正在研制一种新的、用于卫星天线发射器的自适应结构体系。本文介绍了一种直径为900毫米的抛物面型叠层发射器的制造工艺。该卫星天线发射器叠层材料为中等弹性模量的碳- 氧树脂面板和带有集成激励控制驱动器的铝蜂窝夹芯。并将给出驱动器封装的制造，纤维缠绕过程和驱动器的装配方法，本文介绍了这一新的设计思想和具有高效控制，高热稳定性及经济的，重量轻的自适应智能天线反射器结构。     

基于精度模型的虚拟装配技术研究

产品设计过程中对其进行虚拟装配和分析,可以尽早发现实际装配过程中可能存在的问题,在产品整个装配过程中零部件的公差对能否装配成功具有重要的影响。研究了基于装配精度模型的虚拟装配技术,主要包括装配工艺规划、产品可装配性分析与评价、公差分析与综合、装配仿真等,基于装配中公差的传播,详细分析了产品可装配性及评价方法,并将其应用到系统中实现。     

基于窄脉冲的脱靶量测量误差补偿算法

在利用基于窄脉冲的单通道测量系统进行标量脱靶量测量时,由于收发天线必须分置而导致冲激雷达系统具有较大的系统误差,从而对标量脱靶量等参数的估计精度带来影响。文中针对该误差提出了一种补偿算法,在单通道测量系统的基础上,增加一接收天线通道,利用目标散射点与双通道接收天线、发射天线所构平面中的三角关系对系统误差进行补偿。仿真结果表明,该误差补偿算法可以极大地改善系统测量精度,进而提高标量脱靶量等参数的估计精度。     

行星轮系侧隙对星载天线指向精度影响分析

为研究行星轮系关节间隙对天线展开过程精度的影响,建立了行星轮系集中参数动力学模型,推导了含齿轮侧隙结构的可展开天线多体系统动力学模型。分别对单行星轮系关节和双关节耦合系统进行仿真分析,结果表明:较小的齿轮侧隙对天线偏移量影响较小,而齿轮侧隙过大会导致齿轮啮合精度及传动效率下降,影响天线指向精度,双行星轮系关节耦合作用也会增大天线指向不稳定性。     

天线实验室和天线分析仪系统

论述了天线测量技术中的两个重要课题:天线实验室和天线测量主设备。微波暗室和紧缩场的同时应用,能获得天线测量时优良的环境条件。2083天线分析仪系统是计算机控制的天线自动化测量设备,它的应用提高了天线参数测量的精度和数据的可信度。     

长征二号F火箭逃逸系统整流罩装配技术

针对长征二号F火箭逃逸整流罩纵向连接结构及解锁系统的技术要求,从整流罩各部段的对接桁、解锁接头的装配质量及精度入手,通过装配工装,增加过程控制,消除各部段的铆接变形,提高装配质量与精度及协调性。改进解锁机构的装配工艺,减小解锁机构的摩擦力,确保逃逸系统整流罩的同步解锁。     

反射面天线机电耦合分析及实验验证

针对反射面天线分析设计中存在的机电分离问题,使用结构分析软件得到天线面板的 结构变形,将变形转化为相位差引入天线远区电场公式中。通过推导的网格转换矩阵,在结 构网格的基础上完成天线远区电场的计算。同时根据半功率波瓣宽度预估方向图的离散精度 。利用某3.7米卡氏通信天线进行了验证实验,试验结果表明本文方法是正确有效的。与软 件集成的分析方法相比,该方法不但电磁分析精度较高,而且分析时间更短。
     

基于应变测量方法的卫星天线阵列变形检测

文章介绍了基于应变测量的卫星天线变形检测方法。该方法针对卫星天线在实际工作中产生的阵列形变,应用弹性力学的有关理论和解析方法,通过测量天线阵列单元面板表面的应变数据推导并拟合出天线阵列弯曲的挠度函数,绘制出天线阵列单元的变形构型。实验表明,该方法有较高的精度,能够为天线输出信号的相位校正控制提供依据。     

遥测接收天线自动跟踪ATTRA系统的设计

本文介绍我校研制的一种遥测接收天线方位角自动跟踪系统623—ATTRA 的原理、组成及技术性能。该系统已在小型无人驾驶飞机及地面车辆遥测系统中应用。使用该系统后,由于遥测接收天线自动指向目标,从而提高了遥测数据传输的可靠性和精度。文章对方位角跟踪精度作了分析。     

虚拟装配工艺系统的方案研究

综述当前虚拟装配技术的研究进展,提出进行虚拟装配工艺系统研究的工作流程、体系结构,并对具体的实现策略进行了初步分析.工作流程及体系结构的提出基本奠定了虚拟装配工艺系统的总体方案,最后对虚拟环境的开发方法进行了探讨.