熱天線試驗又稱天線熱變形試驗。一般情況下，星載天線在軌溫度場較為複雜，通過地面熱控制措施來精準模擬在軌工況代價較大，因此，地面熱變形試驗主要採用在軌工況的簡化溫度場，比如均溫高溫、均溫低溫和高低溫拉偏等。
基本介紹
- 中文名：熱天線試驗
- 外文名：Hot antenna test
- 一級學科：航空航天
- 二級學科：航天原理
- 類型：飛行術語
- 天線：一種變換器
星載天線的熱分析,簡介,作用,
星載天線的熱分析
隨著航空航天技術的不斷向前發展，如今的太空飛行器向著巨型化、複雜化、精密化的方向發展。對於星載天線這樣的結構來說，形狀的穩定性是最重要的，一般來說對於外界的溫度的變化，天線的結構要保持一個十分固定的形狀，天線的結構不可以隨著溫度的變化出現較大的變化。星載天線隨著衛星的運動將周期性地接受太陽和地球等形體的熱輻射，往往要經歷溫度較大範圍的高低溫變化，並在結構中產生很大的溫度梯度，例如，以在地球同步軌道運行的國際通信衛星N為例，對孔徑為1.27m的拋物面反射器進行了溫度測量，其結果是在春秋分時，太陽直射時最高溫度可達137.8攝氏度，而當衛星轉到陰影區時，溫度最低則降到了-147.8攝氏度。溫度梯度的產生必然在結構中產生熱應力和熱變形。過大的熱變形將直接影響到天線的電性能，有時候會發生熱振動，會影響到天線的姿態。因此，對變形敏感的天線，一個重要的設計約束就是要把結構的變形控制在一個很小的範圍之內，為了保證其較高的熱穩定性，對其進行空間環境下的熱分析以及以此而產生的熱控制是十分必要的。另外，由於展開結構的工作尺寸越來越大，地面的熱真空環境全尺寸模擬需要巨額的實驗費用，加上國內高精度變形測量手段缺乏，在軌變形的測量也有很大的難度，所以天線在軌溫度及變形的理論分析對天線實驗具有重要的參考依據，對天線的結構設計也具有重要的指導意義。
簡介
目前，星載固面天線不僅結構尺寸越來越大，而且隨著使用頻段的提高，對星載天線反射面的型面精度的要求也越來越高。在空間飛行過程中，由於周期性地進出地球陰影區，再加上飛行器自身結構的陰影遮擋，天線反射面將經歷多變的溫度環境，引起天線結構的熱變形，進而影響天線反射面的性能。因此，星載天線結構在滿足剛度、強度要求的基礎上，還需要滿足空間交變溫度下的結構熱變形要求。這就使得天線結構熱變形的地面試驗與仿真分析驗證成為大型星載天線研製過程中必須解決的問題。
在試驗方面，由於天線結構尺寸較大，必須制定合理的熱變形試驗方案、採取合適的測量系統。在仿真分析驗證方面，有限元仿真軟體儘管有成熟的套用，但仍需要進一步探討如何實現熱變形試驗與仿真的機、熱載荷的精確快速互動處理分析;同時，地面熱變形試驗的技術限制、耗資巨大和時間周期長等因素，不可能完成所有的在軌工況熱變形試驗，因此，在進行有限的工況熱變形試驗的基礎上，開展熱變形的仿真研究十分必要。
李奇等以口徑5m的某星載固面天線為研究對象，根據星載天線結構熱變形試驗和仿真分析的特點，探討了適用於大尺寸天線結構的熱變形試驗方法，將近景攝影測量技術套用於天線熱變形測試中，並提出熱變形試驗一仿真一體化分析方法，進行試驗溫度載荷和仿真模型精確互動，試圖提高熱變形仿真分析的效率和精度。最後，通過對比試驗測試結果和仿真預示結果，進行仿真模型驗證和修正，並預估天線反射面在軌工況的熱變形情況。
作用
一般情況下，星載天線在軌溫度場較為複雜，通過地面熱控制措施來精準模擬在軌工況代價較大，因此，地面熱變形試驗主要採用在軌工況的簡化溫度場，比如均溫高溫、均溫低溫和高低溫拉偏等。
