多模块构架式空间可展开天线背架的几何建模

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1、万方数据第45卷第1期西安交通大学报V01．45No．12011年1月JOURNAI。OFXI7ANJIA()TONGUNIVERSITYJan．2011多模块构架式空间可展开天线背架的几何建模田大可，刘荣强，邓宗全，郭宏伟(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，150001，哈尔滨)摘要：为了满足空间任务对大!c／径及超大口径可展开天线的要求，根据天线背架与天线工作表面的形状特点，对抛物面型天线工作表面进行了球面拟合，提出了模块分层次拓扑的概念，分析了模块分层次拓扑的性质，给出了拓扑关系下模块

2、数量的计算公式．在对平面进行正六边形模块划分的基础上，得到了平面关键点与其在球面投影的坐标关系，并基于齐次坐标变换方法，建立了单平面模块、多平面模块的正向拓扑几何模型，多平面模块的斜向拓扑几何模型，以及由六棱柱模块组成的构架式空间可展开天线背架的几何模型．通过算例对所建模型的分析及验证表明：该模型可以满足模块任意数量、任意大小的变化要求，能够实现模块间的无缝连接，从而为天线的结构设计以及背架展开状态的精度测量提供了理论参考．关键词：可展开天线；背架；模块化设计；齐次坐标变换；分层次拓扑中图分类号：V44

3、3．4文献标志码：A文章编号：0253—987X(2011)01-0111—06GeometryModelingofTrussStructureforSpaceDeployableTrussAntennawithMulti—ModuleTIANDake，LIURongqiang，DENGZongquan，GUoHongwei(StateKeyLaboratoryforRoboticsandSystem，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abst

4、ract：Tomeettherequirementsforlargeapertureandsuper1argeaperturedeployable．anten—nasinthespacemission，accordingtotheshapefeaturesbetweentrussstructureandmeshsur—face，themeshsurfacewithparabolicsurfaceisfittedbysphericalsurface．Theconceptofhierar—chicaltop

5、ologyisproposed，andthepropertiesofhierarchicaltopologyareanalyzed，thenthefor—mulaforcalculatingthenumberofmodulesisgiven．Onthebasisofpartitioningtheregularhex-agonmodulesintheplane。thecoordinaterelationshipbetweenanykeypointanditssphericalprojectionisobt

6、ained．Withthehomogeneouscoordinatetransformationmethod，threegeometrymodelsofsingleplanemodule，multi—modulepositivetopologyandmulti—moduleobliquetopologyareestablished．Thegeometrymodeloftrussstructureforspacedeployabletrussantennawithhexagonalprismmodules

7、isconstructed．Theexamplesshowthatthismodelcanmeetthere—quirementsforanynumberandanysizemoduletorealizetheseamlessconnectionofmodules，whichprovidesatheoreticalreferencefordesignandprecisionmeasurementoftrussstructure．Keywords：deployableantenna；trussstruct

8、ure；modulardesign；homogeneouscoordinatetrans—formation；hierarchicaltopology随着空间科学的发展，可展开天线在移动通信、地球观测和射电天文等领域发挥着越来越重要的作收稿日期：2010—05—19．作者简介：田大可(1981一)，男，博士生；刘荣强(联系人)，男，教授。博士生导师自然科学基金重点资助项目(50935002)；高等学校学科创新引智计划资助项目(1307018