反射天线

仪器有两个扫描反射天线系统和直接式收发转换器，四个Dicke超外差接收机，一个数据编程器和电源。天线以11步在天底两边±47·4°范围内扫描。天线的波束宽度为7·5°（半功率点），其星下点地面分辨率为109km。每个天线接收的微波能量由一个直接式收发转换器分离为垂直和水平极化分量，由此产生四个信号再逐个送到辐射计的一个通道，用Dicke开关对输入噪声温度以1kHz的速率进行调制，从而在环境温度参考负载与输入信号之间进行数值比较。在每一扫描周期内通过对冷空间和舱内的观测，实现了两点定标。MSU数据单元由一个多路调制器和一个模数转换器（A/D）组成，该A/D具有12bit精度和0·05%的相对精度。多路调制器接收模拟数据，和四个通道的监视器信号，并顺序将它们送到A/D转换器。对多路调制器、A/D转换器和扫描系统的排序和同步信号由一个联接卫星时钟和同步信号的数字编程器提供。

柔性薄膜已经被用作太阳能电池帆板和充气反射天线等关键航天器部件，并且需要在热力耦合环境下服役。褶皱是薄膜结构的一种典型的非线性变形模式，数值算法的稳定性对于实现薄膜褶皱变形的高效数值模拟至关重要。课题组首先测量了不同温度条件下薄膜材料的杨氏模量。进行了薄膜褶皱变形的三维散斑实验，测量了方形薄膜在对角拉伸条件下的全场三维变形形貌和应变场，定量地研究了褶皱幅值与波长随拉力、温度变化的变化规律。研究表明，在相同机械载荷作用下，温度越高，褶皱幅值越大。基于参变量变分原理，建立了三维双模量材料的最小势能表达式，通过变分计算和有限元离散，得了问题的有限元平衡方程，将原问题转化为标准的互补问题，很好地提高了该类问题非线性分析的算法收敛性和稳定性。该材料模型和算法被成功地应用到薄膜褶皱变形分析。利用ABAQUS软件，建立了多种形状的薄壳有限元模型，对薄壳进行了后屈曲分析，得到了褶皱变形形貌。将实验结果、ABAQUS模拟结果、程序计算结果三者进行了定量比较。室温条件下，三种结果在褶皱区域、方向、应力水平等指标上吻合良好。高温条件下薄膜褶皱变形的数值模拟并不能很好地重现实验所观测到的结果，有待进一步研究改进。对于具有大规模计算自由度的系统，算法的计算效率有待提高。 2100433B

柔性薄膜已经被用作太阳能电池帆板和充气反射天线等关键航天器部件，并且需要在热力耦合环境下服役。褶皱是薄膜结构的一种典型的非线性变形模式，数值算法的稳定性对于实现薄膜褶皱变形的高效数值模拟至关重要。本项目将基于参变量变分原理和有限单元法，开展热力耦合作用下薄膜褶皱变形精细分析的稳定化计算方法研究。首先，建立各向异性双模量材料的热力耦合模型及参变量变分原理，发展稳定的二次规划算法。其次，结合修正的双模量材料模型和薄壳稳定性理论，建立能够获取褶皱数目、幅值和波长的简化有限元模型。将该模型嵌入已发展的二次规划算法中，通过求解互补问题来确定单元的张紧、褶皱或松弛状态，从而改善算法稳定性，实现热力耦合作用下薄膜褶皱变形的高效数值模拟。进行薄膜褶皱典型实验，以验证模型与算法的正确性。最后，利用所发展的稳定化算法研究褶皱形成和发展的机理，为褶皱抑制方案的设计提供科学依据。