某复合材料星载天线反射面抗力学环境设计与验证

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(1. 亳州职业技术学院, 安徽 亳州 236800；2.中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088)

0 引言

天线反射面作为卫星通信系统的关键组成部件，与信号的接受、发射质量和整个系统的稳定性直接相关[1]。平面度和尺寸稳定性作为天线反射面的两个重要指标，将会直接影响天线的增益，因此反射面研制过程中，一个重要任务是如何来保证反射面的型面精度和尺寸稳定性[2]。同时卫星天线反射面又作为航天结构件，对重量控制有着较高的要求，因此反射面的研制过程中，另外一个重要的工作就是轻量化设计。针对型面精度、尺寸稳定性和轻量化设计等多重要求，在拓扑构型和结构布局优化的基础上，采用高模量、高强度的新型材料是最佳的选择，特别是使用先进复合材料。

复合材料由多种类型的材料通过复合工艺组合而成，既能够保留原有组成材料的主要特色，又能通过材料设计使各组分性能相互弥补、补充、关联和协同，从而获得原组分材料无法比拟的优势[3]。先进碳纤维复合材料，其在综合性能上与铝合金相当，但是比刚度、比强度要远高于铝合金材料[4]，并且具有良好的耐高温、耐腐蚀、耐疲劳性能。特别是碳纤维复合材料还具有良好的导电性能，能够满足天线反射面必须是导电材料的要求；并且碳纤维复合材料在纤维方向和垂直纤维方向上分别具有负的和正的热膨胀系数，能够通过铺层设计保证天线反射面在轨道热循环载荷下的尺寸稳定性[5]。……