提高超大型天线索支撑结构刚度的方法及其对电性能的影响

摘要

针对新一代大型球面射电望远镜馈源舱索支撑结构存在扭转刚度低的问题,提出增加稳定索系以提高扭转刚度的方法。稳定索系由3根下拉索构成,每根稳定索的上端与馈源舱连接,下端通过导向滑轮与吊重相连。在馈源舱支撑结构因外部扰动发生振动时,稳定索系起到动力吸振作用,有效提高结构的刚度。考虑大跨度悬索自重对悬索形状和张力的影响,建立包含稳定索系在内的馈源舱索支撑结构的系统非线性平衡方程。给出在外部干扰作用下,改型前后结构位移响应的对比,并通过5m试验模型验证该方法的有效性。进而,绘制天线方向图,从增益、第一副瓣电平、交叉极化等方面,对增加稳定索系可能带来的对天线电性能的影响进行定量分析。理论分析与试验结果说明,增加稳定索系的支撑方案可以应用于500m天线工程。