卫星移动通信、空间探索、电子侦察、导航、遥感、空间环境探测、地球观测等空间科学技术的飞速发展，对更高精度和更高效率的卫星通信系统设备的需求与日俱增。其中，星载天线是卫星信号的输入输出器，是卫星通信系统的“眼睛”和“耳朵”，其结构性能直接影响卫星的效能和使用价值。
为了适应不同的工作需求，卫星通信对星载天线各项技术指标的要求越来越高，星载天线向大型化、高精度方向发展的需求越来越迫切。然而，受到航天运载工具(运载火箭或航天飞机)运载质量和运载空间的限制，星载天线必须质量小且体积小，这就使得星载天线不得不向可展开的方向发展。可展开天线经历了从固面可展开天线、半刚性天线、充气式天线到构架式天线、环形天线等空间网状天线阶段。
目前，空间网状天线是实现星载天线向大型化、小质量、高展收比发展的最具潜力的结构形式，已经广泛应用于地球静止轨道(GEO)通信卫星、跟踪与数据中继卫星、电子侦察卫星等多种卫星，甚至可以在空间攻防中作为微波武器使用，已成为航天领域的研究热点之一。
空间网状天线反射面
保形控性的关键技术
空间网状天线大口径意味着高分辨力和高信噪比，高形面精度意味着高射频频率、宽频带和高增益。一方面，高频段与高分辨力对大口径网状天线的结构性能提出了高稳定性和高形面精度的要求。另一方面，空间网状天线属于柔性结构的范畴，其结构复杂，目前安装与调整工艺尚不成熟，且工作于力场、热场与电场等多场耦合和大动载等极端恶劣空间工况，故其形面精度及稳定性很难保证。目前，研制空间网状天线的主要关键技术包括网面保形设计、多源误差与精度补偿、形面精度调整、模态参数识别、结构动力学与振动控制、在轨形面调控、结构性能相似等效等方面。
▲ 空间网状天线反射面的结构形式
《 》（李团结等著. 北京 : 科学出版社, 2024. 11）是作者所在课题组多年研究成果的总结，针对空间网状天线反射面保形控性设计理论与方法进行系统且深入的探讨。全书共13 章：
第 1 章介绍网状天线的研究现状、发展趋势、反射面保形控性的关键技术；
第 2 章介绍反射面索网拓扑构型综合理论与方法；
第 3 章介绍索网反射面几何设计理论与方法，包括三向网格、测地线和椭圆口径反射面二次曲面等的几何设计理论与方法；
▲ 基于微分几何测地线理论，分析了旋转抛物面上曲线的测地曲率，推导了曲面上任意两点的通用测地线微分方程组，结合松弛法和牛顿迭代法，形成了方程组的数值求解方法。为了使抛物面上的测地线按照指定的拓扑连接关系生成数学意义上的测地线索网，建立了边界节点调整的优化模型，形成了测地线索网结构几何设计的动态边界调整方法
第 4 章介绍索网反射面形态设计理论与方法，包括平面投影设计法、力密度设计法、力密度/有限元混合设计法和索网机/电耦合形态设计法；
第 5 章介绍考虑不确定性的索网反射面预张力设计，主要包括反优化预张力设计和区间力密度预张力设计等；
第 6 章介绍索网反射面多源误差的建模及分析，涉及面片拟合误差、反枕效应误差和不确定性误差等的建模及分析；
第 7 章介绍绳索蠕变/恢复、索网结构力学松弛、索网反射面精度退化与补偿等的相关理论与方法；
第 8 章介绍基于电性能的索网反射面形面形状重构；
第 9 章介绍索网反射面区间力密度形面调整和索网反射面形面智能调整；
▲ 索网反射面形面智能调整
索网反射面形面智能调整通过引入机器学习的思想，充分利用调整过程中获得的先验知识，实现仿真模型的在线学习，使得仿真模型调整量与形面精度之间的关系充分接近实物模型，实现最佳调整量的快速预测
第 10 章介绍激振规律未知的网状天线结构模态参数识别；
第 11 章介绍索网-框架组合结构振动控制；
第 12 章介绍一种网状天线调整用作动器技术及其发展趋势；
第 13 章介绍网状天线反射面相似性等效，包括结构、驱动力和结构频率的相似性等效分析。
本书相关研究工作得到了国家自然科学基金项目(51375360、51605360、51775403、51905401、52375261、52475280、U1537213)和中央高校基本科研业务费专项资金项目(QTZX24021)的资助。
本文摘编自《空间网状天线反射面保形控性设计理论与方法》（李团结等著. 北京 : 科学出版社, 2024. 11）一书“前言”“第1 章 绪论”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-079867-1
宋无汗，15902971152
郑小羽，18049634557
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。
本书可作为高等院校机械工程、建筑工程、空间结构设计等专业教师、高年级本科生和研究生的参考书，也可供从事网状天线设计工作的技术人员参考。
（本文编辑：刘四旦）
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