华南理工大学学报(自然科学版)

作者：董永灿, 袁行飞, 李姝, 艾科热木江·塞米, 董石麟

单位：1.浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 3100582.浙江大学 平衡建筑研究中心，浙江 杭州 3100583.浙江大学 建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 3100584.新疆大学 建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047

关键词：肋环形结构,天线,可展结构,结构设计,展开仿真

基金：国家自然科学基金项目(52278224);浙江省自然科学基金项目(LZ24E080001)

受肋环形索穹顶结构构型的启发，提出了一种新型肋环形可展开天线结构，旨在探索大口径天线的创新设计方案。首先，设计了一种带有驱动-锁定接头的基本可展开模块，通过依次组装多个基本可展开模块构成伸展臂，以作为径向支撑肋。进一步地，将多榀伸展臂沿环向阵列排布并相应设置预应力环索，构建得到了一种新型的肋环形可展开天线结构。在完全展开状态下，这种天线结构可视为索梁复合体系，借助有限元软件建立结构的仿真模型，进一步对该结构体系进行模态分析，对比发现：相较于现有构型，所提出的肋环形可展开结构具有更好的结构刚度特性，这表明该结构有望被应用于大口径天线设计。在此基础上，探索了这种肋环形结构形式在大口径天线中的应用，提出了一直径为58.2 m的可展开天线设计方案。为验证设计的可行性，利用多体动力学仿真软件Adams构建了该天线的仿真模型，并分别对其单榀伸展臂和整体结构进行了展开运动仿真。结果表明，所设计的结构能够顺利展开到位并实现可靠锁定，进一步验证了所提出的天线设计方案的可行性和有效性。研究表明，所提出的新型肋环形可展开天线结构兼具桁架式折展结构高刚度和肋式折展结构高折展比的优势，可为未来大口径天线的结构选型提供有益的参考。

来源：2025年第4期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看华南理工大学学报(自然科学版)杂志2025年第4期