徐 斌 张华振 侯仰青 江水东 兰 澜

负泊松比材料于可重构天线反射面的应用研究

徐 斌张华振侯仰青江水东兰 澜

（1. 中国空间技术研究院西安分院，西安 710000；2. 上海跃盛信息技术有限公司，上海 200240）

为了提高在轨卫星天线反射面型面重构过程中的变形能力，减小局部应力及作动力，提高型面重构的精度，对反射面重构中的变形情况进行力学理论分析，得到泊松比参数对型面重构应力的影响。本文给出了反射面在主曲率方向的曲率变化及面内应变变化情况下，使应力最小的泊松比参数取值方法。以一可重构赋形反射面为算例，采用具有阵列椭圆孔结构的泊松比可设计超材料作为发射面材料，通过优化椭圆孔的几何参数，得到所需泊松比参数；以提高型面重构精度及作动力小为目标，通过有限元仿真计算确定反射面的厚度。

机械式可重构反射面（MRR）；负泊松比；超材料

1 引言

在卫星通信系统中，传统的赋形天线只有一个固定的反射面几何，只能提供特定的辐射场型及固定的目标增益区。机械可重构反射面（MRR）的天线可以通过重构反射面调整其辐射场型图，实现卫星天线的波束形状的在轨重构，覆盖服务区的赋形波束能够随通信需求的变化而变化。因此，空间可重构天线使用寿命内覆盖多个不同的区域，可以减少天线数量，节约发射成本。

在过去的几十年中，有大量关于机械式可重构反射面的研究。其中，P. J. B. Clarricoats研究了一种底部分布了多个作动器的金属经编织网反射面，根据他的研究，要得到光滑的重构型面，反射面材料的弯曲刚度与杨氏模量的比值（D/E）须尽可能大。……