[发明专利]面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法

说明书

本发明公开了面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法，本发明通过向修正数学模型施加反向等效节点重力消除重力因素影响并且对天线型面在高低温环境的变形状况进行预测调整，然后指导实物天线进行调整就能符合高低温交替的太空环境，保证索网天线在轨周期高低温环境中工作性能的稳定性。本发明考虑地面环境的重力因素对实物天线的地面调整的影响，向无重力的预测调整数学模型施加等效节点重力，指导地面环境实物天线调整，使实物天线发射到太空环境后型面精度能够达到预期值。这种考虑修正模型重力指导实物天线调整的方法操作简便、便于测量和调整，避免了传统方法向实物天线每次调整都需要重新施加反向重力的复杂过程。

技术领域

本发明属于星载天线反射面调整技术领域，涉及一种面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法。

背景技术

网状可展开天线在设计阶段以及制造和装备的过程中会引入随机误差导致型面精度下降，通常在地面环境进行索网调整，以满足天线的工作性能。通常认为太空是一个微重力、极低温的环境，但在轨天线往往受到太阳热辐射以及地球阴影的影响，在轨道周期内循环受到高低温的影响，其电性能也在轨道周期内不断变化。而索网天线属于柔性结构对温度变化比较敏感，容易引起结构中的热膨胀和热应力，导致天线型面变形，影响星载天线收发信息的可靠性与准确性以及整个卫星产品的可靠性与安全性。

同时，太空环境与地面环境最明显的区别在于是否存在重力因素影响天线型面精度。通常索网天线沿纵向的刚度较高，而横向刚度较低，往往不能抵抗重力引起的型面变形。由于地面环境的索网天线在装配、调整和测试的过程中都受到重力因素的影响，容易导致变形后的天线和预测结果偏差太大，因此必须采取有效的方法消除重力对索网天线影响。

因此必须让实物天线和数学模型保持一致，让实物天线在轨变形情况和数学模型的预测结果一致，采用预测调整的方法让实物索网天线进入太空在轨工作能兼顾微重力、高、低温周期变化的极端工作环境，在整个轨道周期内保持稳定的工作性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法，采用该方法能够提高索网天线型面精度调整效率。

本发明所采用的技术方案是，面向天地一致性的索网天线型面预测调整方法，具体包括如下步骤：

步骤1，根据设计实物天线HM₀时的理想天线建立有限元模型作为初始数学模型AM₀，测量实物索网天线所有节点的位置组合所有节点平衡方程，得到索网天线自由节点的平衡矩阵A_3(n-c)×m；

步骤2，计算由步骤1得到的平衡矩阵A的秩r_A，得到独立自由模态数s₁＝m-r_A，计算挑选出s₁根索单元编号作为待测量索力索单元编号序列N₁，并将实物天线索力T分为待测量索力T₁和待求解索力T₂，待测量索力T₁和待求解索力T₂相对应的平衡矩阵分块为A₁、A₂；

步骤3，测量实物索网天线HM₀索单元编号序列为N₁的索力T₁，通过分块平衡方程计算待求解索力T₂：

步骤4，令索网天线数学模型AM₀的调整次数k₁＝0，记实物天线HM₀初始索力根据步骤1得到的实物索网天线节点位置和实物天线索力修改索网天线数学模型中相应的节点位置为修改初始数学模型的索力为完成索网天线数学模型的参数修正，得到修正后的有限元数学模型AM₁，则数学模型AM₁和实物天线HM₀保持一致；