[发明专利]一种环形网状反射器索网结构的确定方法及装置

说明书

本发明提供一种环形网状反射器索网结构的确定方法及装置，属于航天飞行器结构设计技术领域。所述方法包括：根据反射器结构参数，确定前张力网结构参数和对应的张力阵中各张力绳索的张力，根据各第一节点的三维位置坐标，确定形成后张力网的各第二节点的XOY平面坐标，根据各第一绳索段的力密度确定各第二绳索段的力密度，根据各第二节点的平面坐标、各第二绳索段的力密度及各张力绳索的张力确定形成后张力网的各第二节点的三维位置坐标；根据第一节点的三维位置坐标和第二节点的三维位置坐标，确定各张力绳索的长度，以确定整个索网结构。本发明有效解决当桁架竖杆长度较低时，后张网绳索可能存在的问题，获得满足电性能要求且稳定可靠的索网结构。

技术领域

本发明涉及一种环形网状反射器索网结构的确定方法及装置，属于航天飞行器结构设计技术领域。

背景技术

为了侦收微小功率信号，新一代移动通信卫星、电子侦察卫星、数据中继卫星等提出了对大口径可展开天线反射器的迫切需求。其中环形桁架式可展开天线反射器(又称周边桁架式可展开天线)具有结构形式简单、可靠性高、展收比大的特点，并且在一定范围内口径的增大不会改变天线反射器的结构形式，质量也不会成比例的增加，是目前大型星载可展开天线反射器最理想的结构形式。

如图1所示，环形反射器主要包括前张力网1、金属反射网2、张力阵3、环形可展开桁架4和后张力网5五部分。其中，前张力网1、张力阵3及后张力网5共同形成索网结构，金属反射网2附着在前张力网1上。环形可展开桁架4为主要承力机构和收缩展开机构，是由若干个结构完全相同的平行四边形单元组成的一个封闭多边形环，为索网结构提供刚性支撑；环形可展开桁架4展开后前张力网1呈抛物面状，前张力网1和金属网2组合在一起，形成反射面，前张力网1和后张力网5之间用张力阵3连接，索网结构和反射面的形状得到固定。要想反射面形状稳定可靠，绳索张力必须为正，不能出现松弛绳索。

目前，索网结构的确定方法包括：先根据反射器结构参数确定前张力网1的结构，然后根据前张力网1的结构做正馈网面，从而确定后张力网5及张力阵3的结构，其中张力阵平行于z轴。受卫星平台结构和载荷仓有效容积的限制，卫星总体对环形天线的收拢体积提出了严格的要求。为了满足这一要求，就必须减小桁架的竖杆长度。现有索网结构确定方法对前张力网1和后张力网5的弧深总高度有一定的要求，当桁架竖杆长度小于一定值时，现有算法无法找到绳索全正解，会出现如图2所示的索网结构无法保持平衡的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提出了一种环形网状反射器索网结构的确定方法及装置，有效解决当桁架竖杆长度较低时，后张网绳索可能存在的问题，获得满足电性能要求且稳定可靠的索网结构。

本发明所采用的技术方案是：

一种环形网状反射器索网结构的确定方法，包括：

根据反射器结构参数，确定前张力网结构参数和对应的张力阵中各张力绳索的张力，所述前张力网结构参数包括形成所述前张力网的各第一节点的三维位置坐标以及位于相邻两个第一节点之间的形成所述前张力网的各第一绳索段的力密度；

根据所述各第一节点的三维位置坐标，确定形成后张力网的各第二节点的XOY平面坐标；

根据所述各第一绳索段的力密度确定形成后张力网的各第二绳索段的力密度；

根据所述各第二节点的平面坐标、各第二绳索段的力密度及所述各张力绳索的张力确定形成所述后张力网的各第二节点的三维位置坐标；

根据所述第一节点的三维位置坐标和所述第二节点的三维位置坐标，确定所述各张力绳索的长度，以确定整个索网结构。

在一可选实施例中，所述根据所述各第一绳索段的力密度确定所述各第二绳索段的力密度，包括：

根据下式确定与第一绳索段ij对应的第二绳索段的力密度：