空间热环境对环形可展天线在轨服役稳定性的影响很大,时刻变化着的热环境会造成天线温度的剧烈波动,从而导致天线结构的热变形,使得天线的形面精度恶化,影响天线电信号的传输甚至导致天线失效,因此有必要对天线进行热-结构分析.以环形可展天线为研究对象,考虑天线在轨服务环境中的各类因素(包括空间真空、空间低温、微重力和空间热源等),基于斯忒藩-玻尔兹曼定律和傅里叶热传导理论,利用有限元软件建立计及金属铰链的环形可展天线的热辐射-热传导分析模型,研究了环形可展天线的非均匀温度场;基于弹性热力学理论及有限元理论,建立计及与不计及金属铰链的环形可展天线的热变形分析模型,研究了非均匀温度场对环形可展天线形面精度和张力比的影响规律.研究结果表明:相较于不计及金属铰链的环形可展天线,计及金属铰链的环形可展天线的形面精度和张力比均发生恶化,其中形面精度变化值已达到毫米级.研究结果对同类型环形可展天线的热-结构分析有重要的借鉴意义,可为天线的结构设计提供参考.
环形可展天线 金属铰链 非均匀温度场 形面精度 张力分布