本书主要总结作者近年来在空间网状天线方面的研究成果。全书共13章，主要介绍网状天线反射面拓扑设计、几何设计、形态设计、精度退化机理分析，以及形面保形控性的环境适应性设计、精度调整、模态参数识别、波动动力学分析及控制、相似性等效等内容。
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基础计划加强重点基础研究项目子课题，"XXX一体化设计理论与控制方法"，子课题，编号F020040008，子课题负责人
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 网状天线的研究现状 2
1.2.1 径向肋网状天线 2
1.2.2 构架式网状天线 3
1.2.3 环柱网状天线 4
1.2.4 环形网状天线 4
1.3 网状天线的发展趋势 6
1.3.1 超大型网状天线 6
1.3.2 微纳卫星小型化网状天线 9
1.3.3 有源馈电网状天线 9
1.4 空间网状天线反射面保形控性的关键技术 10
1.4.1 网面保形设计 11
1.4.2 空间网状天线多源误差与精度补偿 12
1.4.3 空间网状天线形面精度调整 14
1.4.4 空间网状天线模态参数识别 15
1.4.5 空间网状天线结构动力学与振动控制 17
1.4.6 空间网状天线在轨形面调控 18
1.4.7 空间网状天线结构性能相似等效 18
参考文献 18
第2章 反射面索网拓扑构型综合理论与方法 26
2.1 概述 26
2.2 广义Maxwell准则 26
2.3 索网反射面分段数 28
2.4 环形桁架网状天线的拓扑构型综合 30
2.5 伞状网状天线的拓扑构型综合 33
2.6 静力与运动确定性网面拓扑构型 34
参考文献 39
第3章 索网反射面几何设计理论与方法 40
3.1 概述 40
3.2 索网反射面切割原理与方程 40
3.3 三向网格索网几何设计 41
3.4 测地线索网几何设计理论与方法 43
3.4.1 旋转抛物面的测地线 43
3.4.2 测地线索网几何设计方法 48
3.4.3 环形测地线索网几何设计方法 53
3.5 椭圆口径反射面二次曲面索网几何设计 55
3.5.1 索网节点与单元分类 55
3.5.2 平面二次曲线 55
3.5.3 二次曲线索网几何设计 58
3.5.4 二次曲面索网几何设计 60
参考文献 61
第4章 索网反射面形态设计理论与方法 62
4.1 概述 62
4.2 平面投影设计法 62
4.2.1 平面索网形态设计 63
4.2.2 空间索网形态设计 65
4.2.3 三向网格形态设计 68
4.2.4 测地线索网形态设计 68
4.3 力密度设计法 69
4.3.1 力密度法 69
4.3.2 等张力设计法 72
4.3.3 变力密度张力优化方法 75
4.3.4 AM2索网形态设计 76
4.4 力密度/有限元混合设计法 77
4.4.1 柔性支撑索网结构的形态分析方法 77
4.4.2 考虑柔性支撑边界的索网结构预张力优化设计模型 78
4.4.3 环形桁架天线形态设计 79
4.5 索网机/电耦合形态设计法 80
4.5.1 辐射场快速计算方法 80
4.5.2 索网机/电耦合优化设计方法 84
参考文献 86
第5章 考虑不确定性的索网反射面预张力设计 87
5.1 概述 87
5.2 不确定性等效表征 87
5.2.1 区间运算 87
5.2.2 不确定性等效 88
5.3 反优化预张力设计 89
5.3.1 反优化策略 89
5.3.2 索网预张力的反优化设计 90
5.4 区间力密度预张力设计 92
5.4.1 反射面不确定性分析 92
5.4.2 区间力密度优化 93
5.5 不确定性环形桁架网状天线预张力设计 95
5.5.1 不确定性索网的张力等效 95
5.5.2 反优化设计 96
5.5.3 索网形面精度的不确定性分析 97
5.5.4 索网结构的区间力密度设计 98
参考文献 99
第6章 索网反射面多源误差的建模及分析 100
6.1 概述 100
6.2 天线形面误差的表征 100
6.3 面片拟合误差的建模及分析 101
6.4 反枕效应误差的建模及分析 103
6.4.1 反枕效应的计算 103
6.4.2 正多边形索膜单元的反枕效应 108
6.4.3 一般多边形索膜单元的反枕效应 108
6.4.4 网状天线反射面的反枕效应 110
6.5 不确定性误差的建模及分析 111
6.5.1 概率有限元法 112
6.5.2 蒙特卡洛法 117
6.5.3 环形桁架索网反射面的不确定性误差 118
6.6 面向形面误差分布的电性能计算 120
6.6.1 面向形面误差分布的电性能计算公式 120
6.6.2 基于数据库的变形反射面电性能快速计算 123
6.6.3 多源误差影响下的环形天线电性能计算 124
参考文献 126
第7章 索网反射面力学松弛与精度退化 127
7.1 概述 127
7.2 绳索蠕变/恢复分析 127
7.2.1 非线性黏弹性本构模型 127
7.2.2 变载荷下蠕变/恢复分析模型 128
7.2.3 阶跃载荷下绳索的蠕变/恢复模型 130
7.3 索网结构力学松弛分析 131
7.3.1 非线性切线刚度矩阵 131
7.3.2 时变非线性分析 133
7.3.3 索网结构的力学松弛 133
7.4 索网反射面精度退化与补偿 135
7.4.1 补偿设计算法 135
7.4.2 索网反射面补偿设计 136
7.5 面向精度退化的电性能计算 138
7.5.1 时变反射面电性能计算方法 138
7.5.2 力学松弛对环形桁架天线电性能的影响 140
参考文献 143
第8章 基于电性能的索网反射面形面形状重构 144
8.1 概述 144
8.2 反射面形面轴向误差重构 144
8.2.1 连续反射面轴向误差反演 144
8.2.2 索网反射面轴向变形预测 146
8.3 索网反射面三维变形重构 148
8.4 环形桁架网状天线的形面形状重构 150
参考文献 157
第9章 索网反射面形面精度调整 158
9.1 概述 158
9.2 索网反射面形面调整基本原理 158
9.3 索网反射面区间力密度形面调整 159
9.3.1 区间力密度矩阵 159
9.3.2 索网结构形面调整优化模型 160
9.3.3 多维进退算法 162
9.3.4 双层索网结构形面调整 163
9.4 索网反射面形面智能调整 166
9.4.1 LSSVM调整预测模型 166
9.4.2 最速下降调整量优化方法 169
9.4.3 形面精度智能调整仿真验证 171
参考文献 174
第10章 网状天线结构模态参数识别 175
10.1 概述 175
10.2 整体与局部模态 175
10.2.1 整体与局部模态的定义 175
10.2.2 整体与局部模态识别 176
10.3 激振规律未知的模态参数识别 177
10.3.1 随机子空间法 177
10.3.2 特征系统实现算法 181
10.4 环形桁架网状天线模态参数识别 184
参考文献 187
第11章 索网-框架组合结构振动控制 188
11.1 概述 188
11.2 索网-框架组合结构的波动动力学建模及分析 188
11.2.1 线性梁单元 188
11.2.2 非线性索单元 189
11.2.3 整体动力学模型及求解 190
11.3 索网-框架组合结构的模态/波动主动控制 191
11.3.1 波动控制器 191
11.3.2 模态/波动复合控制 192
11.4 索网-框架组合结构的振动控制 194
11.4.1 环形桁架网状天线的动响应分析 194
11.4.2 平面索网-框架组合结构的振动控制 197
参考文献 201
第12章 网状天线调整用作动器技术 202
12.1 概述 202
12.2 典型作动器特点 202
12.3 尺蠖式作动器设计及分析 203
12.3.1 结构设计 203
12.3.2 机/电耦合驱动模型 205
12.3.3 实验测试与分析 208
12.4 空间用作动器发展趋势 211
参考文献 211
第13章 网状天线反射面相似性等效 212
13.1 概述 212
13.2 结构相似性等效分析 212
13.3 驱动力相似性等效分析 214
13.3.1 展开过程动力学方程 214
13.3.2 展开驱动力相似性等效准则 216
13.3.3 展开驱动力相似性等效畸变处理 217
13.4 结构频率相似性等效分析 219
13.4.1 结构频率相似性等效准则 219
13.4.2 结构频率相似性等效畸变处理 221
参考文献 224
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