卫星天线结构设计+文献综述(2)
随着科学技术的不断发展，社会的不断进步，信息已成为现代社会中最为重要的
资源之一 ， 而用于传递信息的渠道已经由过去单纯的电缆传输 ， 转变为电缆 、 无线电 、
激光等多种传递方式相结合的传输方式 。 特别是采用激光 、 无线电传播方式时 ， 天线
成为了不可缺少的接收装置 。 而随着通信 、 空间科学的迅猛发展 ， 以卫星作为传播的
中继站成为了首选。然而随着信息量的不断增大，对卫星天线的大容量、多谱段 、 大
功率 、 长寿命等功能的需求变得愈加迫切 ， 必然要求天线的口径越来越大以提高其传
输带宽、信号增益和简化地面接收装置。
但由于火箭有效运载空间、运载力的限制，要求天线在发射阶段以折叠状固定在
运载工具有效载荷舱内 ， 待航天器进入轨道后 ， 再由地面控制中心指令其在空间轨道
按设计要求 ， 逐步完成展开动作 ， 然后锁定并保持为工作状态 。 因此 ， 天线的可展开
性成为现代空间天线的一个显著特征。
可展开卫星天线结构技术研究越来越受到人们的重视，许多国家和航天科研单位
都在可展开卫星天线结构技术领域进行着激烈地竞争 。 优良的天线结构设计直接关系
到卫星的技术水平，己经成为卫星天线设计的关键内容。
1.2 1.2 1.2 1.2 可展结构概念 可展结构概念 可展结构概念 可展结构概念
可展结构 ( 如 图 1 一 l) 是 近 4 0 年来随着科学技术的发展诞生并不断发展的一种新
型结构体系 。 最广为人知的可展结构是伞 。 可展结构能在折叠状态和展开状态之间变
化，它有两种稳定状态 : 完全折叠和完全展开。折叠时，结构体积较小，便于储存和
运输 ; 需要时，可以展开到工作状态。在展开 ( 折叠 ) 过程中，为几何可变体系，是机
构 ; 在完全折叠状态和完全展开状态，结构为几何不变体系，可以承受荷载。可展结
构 在 一 些 地 方 也 被 称 为 expandablestrUctureS ， extendible struetures ，
developable struetures 及 unfurlable structures 等。
可展结构主要特征是具有两种稳定的构形 : 完全折叠状态和完全展开工作状态 。 在
折叠状态时，结构收拢在某一特定形状 ; 在外界驱动力的作用下，结构逐步展开，达
到完全展开的工作状态 ， 然后锁定为稳定状态 。 在展开过程中可展结构为一个不稳定
的体系 ， 需要分析展开过程中体系的运动轨迹 、 运动时间 、 速度 、 加速度 、 约束反力
等。
可展结构的概念，由初始阶段的杆件和平板的折叠展开，发展到现在的充气硬化
展开 、 材料变形展开等 。 后来 ， 甚至在太空空间站上还出现了靠记忆性材料的特性来
实现可展的天线 。 可展结构概念的在建筑领域也得到了很大的发展 ， 并且逐渐与新型
结构体系比如开合结构 、 张力集成体系等的应用结合在一起 ， 不断出现更新颖更稳定
可靠的可展结构。
可展结构由于它的可重复利用性、便于运输和储存、施工工期短等特点，在航空
航天领域得到了广泛应用。可展开的概念，由初始阶段的杆件和平板的折叠展开 ， 发
展到现在的充气硬化展开 、 材料变形展开等 ， 可展结构在尺寸 、 伸展概念 、 应用领域
等发生了很大变化 。 可展结构在土木工程领域也逐渐得到了应用 ， 可展结构保留了传
统结构的使用功能 ， 同时能够承受大的几何变形 。 展开结构主要涉及机械工程 、 控制
工程和结构工程。
1.3 1.3 1.3 1.3 可展开卫星天线的结构形式 可展开卫星天线的结构形式 可展开卫星天线的结构形式 可展开卫星天线的结构形式
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