[发明专利]均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及反射面天线领域中的一种均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造方法，特别适用于口径大于25米的大型反射面天线结构中作主反射器的背架结构制造。 

背景技术

目前大型反射面天线的背架结构形式均是传统的由辐射梁和环向桁架或环向拉杆组成的空间桁架(简称传统天线背架)，这种天线背架存在以下不足：传统天线背架虽然可以满足电气要求，但由于它的三维空间桁架是由平面形式的辐射梁桁架和平面形式的环向桁架或环向拉杆组成，其各个杆件的受力不尽均匀，比刚度较小，在使用要求的刚度下，使得主反射器的整体结构重量较大，从而导致天线系统的配重增加，动力加大，成本提高。随着天线口径的增大和工作频率的提高，尤其是口径在25米以上、工作在Ka频段以上时，这种影响就显得尤为突出。设计大比刚度天线背架，已成为制造大型天线背架的关键技术。 

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种大型天线的均衡稳定空间网格式天线反射面背架的制造方法，与传统天线背架相比，均衡稳定空间网格式天线反射面背架拚弃了传统天线背架的平面桁架元素，具有三维受力特征，因此本发明结构整体性好，结构杆件分布更均衡，杆件受力更均匀，所有的杆件通常都能分担到 荷载的作用，而荷载会较均匀地通过这整个结构分配到所有的支座，结构的整体比刚度大幅度提高，且本发明制造的均衡稳定空间网格式天线反射面背架还具有加工简单及经济合理等特点。 

本发明的目的是这样实现的，它是采用空间网格的原理设计天线反射面背架结构，把四角锥结构作为基本的连接模数单元，整个反射面背架结构由多个尺寸不等的四角锥模数单元组成，形成稳定的三维空间网格结构； 

包括步骤 

①将组成天线反射面的每块反射面单元的四个顶点在反射面的非工作面方向，沿法向移动100至500毫米的距离，形成天线背架的上弦节点1，记为N_i^j，其中：N、i、j均为自然数，i为上弦节点N_i^j在反射面半径方向的标识，j为上弦节点N_i^j在反射面圆周方向的标识； 

②将各上弦节点N_i^j分别与半径方向、圆周方向相邻的上弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架上弦面2，记为M_p^r，其中：M、p、r均为自然数，p为上弦面M_p^r在反射面半径方向的标识，r为上弦面M_p^r在反射面圆周方向的标识，每个上弦面M_p^r各对应一块反射面单元，上弦节点N_i^j即为反射面单元的支撑点； 

③根据背架结构参数要求，确定反射面背架的下弦轮廓面结构，与上弦节点相对应，在下弦轮廓面上确定下弦节点3，记为Q_x^y，其中：Q、x、y均为自然数，x为下弦节点Q_x^y在反射面半径方向的标识，y为下弦节点Q_x^y在反射面圆周方向的标识； 

④将各下弦节点 分别与半径方向、圆周方向相邻的下弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架下弦面4，记为 其中：W、s、t均为自然数，s为下弦面 在反射面半径方向的标识，t为下弦面 在反射面圆周方向的标识； 

⑤在上弦面 和下弦面 之间，以上弦面 为底面，设计四角锥模数单元，形成整体结构的均衡稳定空间网格式天线反射面背架5； 

⑥在反射面背架5的最大厚度处，如果四角锥模数单元的腹杆长度大于上弦面 的长边尺寸，则要将空间网格结构设计成双层或大于双层，层与层之间的空间网格结构的腹杆节点的选取，要满足两个必要条件： 

a.腹杆节点设置在通过上弦面 形心的法线上； 

b.腹杆节点设置在上、下弦节点之间的均分位置上； 

⑦根据反射面背架5的网格结构，采用计算机分析软件建立反射面背架计算模型并赋予材料特性，及计算、优化和校核网格结构的结果。 

本发明与背景技术相比具有如下优点：