球面天线罩下料模板的设计方法

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2 球面天线罩结构分析天线罩是导弹及其他航天器天线系统中重要的部件之-，它起着保护天线系统的作用，需要具有优良的承载、防热、耐雨蚀、耐冲击撞击等结构性能，它还需要具有良好的电磁性能以满足天线系统的透波要求；同时，它也是弹体结构的-部分，通常具有球形、锥形顶等结构特征以满足气动外形要求 J。

在耐温性能要求不高的情况下，可以选用纤维增强树脂基复合材料作为天线罩的材质 J。

为了获得高性能天线罩，通常采用预浸料、热压罐成型的方法，并可以通过调整预浸料的铺覆角度、铺覆顺序和厚度等要素实现复合材料性能的可设计性 -6 J。但是，在此类球面天线罩的研制过程中发现，球面部分预浸料在实际铺覆过程中往往需要随机裁切或贴补预浸料，整个铺覆过程只能依靠手工控制，使得铺覆角度无法精确控制、铺覆操作难，从而导致设计意图无法实现。此类工程问题也很少有文献资料报道其有效的解决途径。

本文正是针对这-难点，通过理论分析和计算，应用 UG、AutoCAD等软件设计出合理的下料模具，使得预浸料在球面上的铺覆过程容易操作、铺覆角度得以控制。

图1为典型球面天线罩的结构示意图，下面主要针对图 1(a)天线罩所具有的半球面结构进行分析。

众所周知，几何图形中的圆柱面、锥面可以展开成对应的长方形平面、扇形平面，而球面则不可展开成平面，所以用整张平面的预浸料铺覆球面天线罩时需要随机裁切或贴补预浸料，铺覆角度无法精确控制、铺覆操作难。但是，通过借鉴有限元的思想，可以将球面分解为-系列小球面，再用小平面来替代这些小球面(图2)。

首先，如图2(a)所示，将天线罩的半球面在经向等分成为m份(图中m8)。然后，在经向等分的基础上将其中的 1/m份半球面沿纬向、以边界弧线长度等分为原则 ，等分成为 1.份小球面(图中nl0)，如图2(b)所示。最后，再用小平面替代小球面，其中小平面四个边的长度和小球面四周弧的长度相等即可，将这n份小平面依次叠加起来便组合成了天线罩1/m球面的平面展开结构。随着 m值和n值的不断增加，小平面将越来越逼近小球面，它们之间的形面误差将越来越校因此只要m和，l