構架式可展開天線反射器模塊化構型設計優化

胡飛，宋燕平，黃志榮，李怡晨，馬小飛,*，李婉

1. 中國空間技術研究院西安分院，西安 710100 2. 陜西科技大學 電子信息與人工智能學院，西安 710100

1 引言

構架式空間可展開天線是一種由多基本單元組合而成的大型桁架結構[1]，在航天領域應用較為廣泛，具有收納比高、精度高、結構穩定性好等特點。通過改變基本單元連接形式可靈活構造桁架結構系統，可滿足不同天線反射面的設計要求[2]。目前已有多個大型構架式可展開天線成功應用于空間探索。

天線構型設計是可展開天線相關理論研究中較基礎的研究問題。由于構架式可展開天線反射器屬于空間多鏈路耦合機構，其構型綜合難度較大，需從本質出發，對可展開天線構型進行綜合和分析，提高可展開天線的結構性能和運動協調性。空間多鏈路耦合機構的構型綜合主要有四類方法：圖論、幾何法、位移群論和螺旋理論。Warnaar借助于圖論的方法首次對空間可展開機構進行了系統的綜合[3,4]，并在自由度計算公式列舉法的基礎上提出了關節鉸鏈的分配方法。對于簡單可展Bennett機構[5, 6]、Myard機構[7]和Bricard機構[8]，Li用幾何參數法解釋了上述簡單機構的能動性，發現了一些新穎的可展機構[9]。Herné通過位移集(群)的非空子集(復數)表示任意一組剛體位置，表征了給定機構的任何一對剛體之間的連接方式[10]。Liu根據四面體單元的多鏈路耦合特性，構造了四面體單元的等效機構，化簡了多單元組成的構架式天線結構，獲得了全R四面體單元構架反射器機構的自由度[11]。……