CN111180850B - 一种梯度薄膜 - Google Patents

一种梯度薄膜 Download PDF

Info

Publication number
CN111180850B
CN111180850B CN201911422913.1A CN201911422913A CN111180850B CN 111180850 B CN111180850 B CN 111180850B CN 201911422913 A CN201911422913 A CN 201911422913A CN 111180850 B CN111180850 B CN 111180850B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gradient film
radial
film
elastic constant
gradient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911422913.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111180850A (zh
Inventor
刘涛
邱信明
张兴华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201911422913.1A priority Critical patent/CN111180850B/zh
Publication of CN111180850A publication Critical patent/CN111180850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111180850B publication Critical patent/CN111180850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/081—Inflatable antennas

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本申请公开了一种梯度薄膜，该所述梯度薄膜的径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性；所述径向的弹性常数和所述环向的弹性常数之间具有预设比例关系；所述径向的弹性常数可以包括：径向弹性模量Er和径向泊松比μr；所述环向的弹性常数可以包括：环向弹性模量Eθ和环向泊松比μθ。通过该实施例方案，能够提高充气可展薄膜天线的形面精度。

Description

一种梯度薄膜
技术领域
本申请实施例涉及无线电通讯技术领域，尤指一种梯度薄膜。
背景技术
随着无线电通讯技术的发展，特别是空间通讯、遥感和观测需求的日益上升。充气薄膜可展天线/雷达具有口径大、质量轻、折叠效率高、部署敏捷、成本低等优点成为天线设计领域的一个研究热点。普通薄膜制成的充气可展天线存在形面精度不高的缺点，并且其形面误差随着天线口径的增加呈线性增长的趋势，这一致命缺点使得充气可展薄膜天线的应用范围受到了极大的限制。
因此，如何制定新的薄膜充气结构方案或者发展新型的薄膜，进而提高充气可展薄膜天线的形面精度，已成为本领域科研人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种梯度薄膜，能够提高充气可展薄膜天线的形面精度。
本申请提供了一种梯度薄膜，所述梯度薄膜可以包括圆形薄膜；所述梯度薄膜的径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性；所述径向的弹性常数和所述环向的弹性常数之间具有预设比例关系；
所述径向的弹性常数可以包括：径向弹性模量Er和径向泊松比μr；所述环向的弹性常数可以包括：环向弹性模量Eθ和环向泊松比μθ。
在本申请的示例性实施例中，所述预设比例关系可以包括：
Figure BDA0002352788790000011
k为所述比例关系的预设比值。
在本申请的示例性实施例中，所述比例关系可以随所述梯度薄膜的径向坐标按预设规律变化。
在本申请的示例性实施例中，所述预设规律可以包括：
Figure BDA0002352788790000021
其中，k(r)为以r为变量的函数，所述函数的函数值作为所述预设比值k；A、B为大于零的无量纲系数，r为梯度薄膜的径向坐标，a为圆形梯度薄膜的半径。
在本申请的示例性实施例中，所述梯度薄膜可以在均布压力载荷下形成抛物面；
其中，所述均布压力是指均匀分布、大小相等且垂直于梯度薄膜面上的压力载荷；所述抛物面是指所述梯度薄膜充气后形成的挠度剖面沿径向坐标的变化规律能够用抛物线方程描述。
在本申请的示例性实施例中，所述抛物线方程满足下述关系式：
Figure BDA0002352788790000022
其中，w(r)为以r为变量的抛物线函数，w0为初始系数。
在本申请的示例性实施例中，所述梯度薄膜各处的厚度差异值小于预设的差异阈值，以实现厚度均匀。
与相关技术相比，本申请包括：所述梯度薄膜的径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性；所述径向的弹性常数和所述环向的弹性常数之间具有预设比例关系；所述径向的弹性常数可以包括：径向弹性模量Er和径向泊松比μr；所述环向的弹性常数可以包括：环向弹性模量Eθ和环向泊松比μθ。通过该实施例方案，能够提高充气可展薄膜天线的形面精度。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的梯度薄膜及其参数示意图；
图2为本申请实施例的抛物面示意图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本申请提供了一种梯度薄膜，如图1所示，所述梯度薄膜100的径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性；所述径向的弹性常数和所述环向的弹性常数之间具有预设比例关系；
所述径向的弹性常数可以包括：径向弹性模量Er和径向泊松比μr；所述环向的弹性常数可以包括：环向弹性模量Eθ和环向泊松比μθ。
在本申请的示例性实施例中，针对目前遇到的充气可展薄膜天线在充气压力下形成的天线形面精度较低这一技术问题；根据充气薄膜在均布压力载荷下的受力特点，提出了一种新型的薄膜，该薄膜100的变形剖面为理想抛物面(如图2所示)，从理论上消除了形面误差，从而克服了充气可展薄膜天线在充气压力载荷下形成的天线形面精度低的缺点。
在本申请的示例性实施例中，所述梯度薄膜可以包括圆形薄膜。
在本申请的示例性实施例中，如图1所示，r为薄膜在径向上的径向坐标，θ为薄膜在环形上的环形坐标，即在环形上与x坐标轴正向的夹角；a为圆形薄膜充气延展后的圆形半径。
在本申请的示例性实施例中，该梯度薄膜为极正交各向异性梯度薄膜，该梯度薄膜径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性。
在本申请的示例性实施例中，径向与环向的弹性常数之间存在一定的比例关系；即上述的预设比例关系。
在本申请的示例性实施例中，所述预设比例关系可以包括：
Figure BDA0002352788790000041
k为所述比例关系的预设比值。
在本申请的示例性实施例中，所述比例关系可以随所述梯度薄膜的径向坐标按预设规律变化。
在本申请的示例性实施例中，当所述梯度薄膜为圆形薄膜时；所述预设规律可以包括：
Figure BDA0002352788790000042
其中，k(r)为以r为变量的函数，所述函数的函数值作为所述预设比值k；A、B为大于零的无量纲系数，r为梯度薄膜的径向坐标，a为圆形梯度薄膜的半径。
在本申请的示例性实施例中，如图2所示，所述梯度薄膜可以在均布压力载荷下形成抛物面200；
其中，所述均布压力是指均匀分布、大小相等且垂直于梯度薄膜面上的压力载荷；所述抛物面是指所述梯度薄膜充气后形成的挠度剖面沿径向坐标的变化规律能够用抛物线方程描述。
在本申请的示例性实施例中，该薄膜在均布压力载荷下可以形成理想的抛物面200。
在本申请的示例性实施例中，所述抛物线方程可以满足下述关系式：
Figure BDA0002352788790000051
其中，w(r)为以r为变量的抛物线函数，w0为初始系数。
在本申请的示例性实施例中，所述均布压力P，初始系数w0可以如图2所示。
在本申请的示例性实施例中，所述梯度薄膜各处的厚度差异值小于预设的差异阈值，以实现厚度均匀。
在本申请的示例性实施例中，所述差异阈值可以根据具体应用环境以及精度要求自行定义，例如，可以满足0.01-0.1mm。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (4)

1.一种梯度薄膜，其特征在于，所述梯度薄膜包括圆形薄膜；所述梯度薄膜的径向的弹性常数和环向的弹性常数呈现正交各向异性；所述径向的弹性常数和所述环向的弹性常数之间具有预设比例关系；
所述径向的弹性常数包括：径向弹性模量Er和径向泊松比μr；所述环向的弹性常数包括：环向弹性模量Eθ和环向泊松比μθ；
所述预设比例关系包括：
Figure FDA0002961379460000011
k为所述比例关系的预设比值；
所述梯度薄膜在均布压力载荷下形成抛物面；
其中，所述均布压力是指均匀分布、大小相等且垂直于梯度薄膜面上的压力载荷；所述抛物面是指所述梯度薄膜充气后形成的挠度剖面沿径向坐标的变化规律能够用抛物线方程描述；
所述抛物线方程满足下述关系式：
Figure FDA0002961379460000012
其中，w(r)为以r为变量的抛物线函数，w0为初始系数，r为梯度薄膜的径向坐标，a为圆形梯度薄膜的半径。
2.根据权利要求1所述的梯度薄膜，其特征在于，所述比例关系随所述梯度薄膜的径向坐标按预设规律变化。
3.根据权利要求2所述的梯度薄膜，其特征在于，所述预设规律包括：
Figure FDA0002961379460000013
其中，k(r)为以r为变量的函数，所述函数的函数值作为所述预设比值k；A、B为大于零的无量纲系数，r为梯度薄膜的径向坐标，a为圆形梯度薄膜的半径。
4.根据权利要求1所述的梯度薄膜，其特征在于，所述梯度薄膜各处的厚度差异值小于预设的差异阈值，以实现厚度均匀。
CN201911422913.1A 2019-12-31 2019-12-31 一种梯度薄膜 Active CN111180850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911422913.1A CN111180850B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种梯度薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911422913.1A CN111180850B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种梯度薄膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111180850A CN111180850A (zh) 2020-05-19
CN111180850B true CN111180850B (zh) 2021-06-11

Family

ID=70652334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911422913.1A Active CN111180850B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种梯度薄膜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111180850B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010107098A1 (ja) * 2009-03-16 2010-09-23 Ｊｆｅミネラル株式会社 磁気光学効果特性測定用の組成傾斜フェライト材料およびフェライトの特性評価方法
US20100274447A1 (en) * 2008-05-05 2010-10-28 Stumpf John F Transducer matrix film
CN102176815A (zh) * 2011-01-04 2011-09-07 北京理工大学 基于梯度压磁薄膜与介电陶瓷的吸波器件
CN105136590A (zh) * 2015-05-07 2015-12-09 成都理工大学 一种测量正交异性膜结构弹性模量的方法及装置
CN105675484A (zh) * 2016-04-26 2016-06-15 重庆大学 均布载荷下中心带刚性板的环形薄膜弹性能的确定方法
CN109815580A (zh) * 2019-01-21 2019-05-28 郑州大学 基于正交理论的膜结构变形分解方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6910308B2 (en) * 2003-02-04 2005-06-28 Ilc Dover Lp Inflatable rigidizable boom
US7224322B1 (en) * 2005-06-30 2007-05-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Balloon antenna
US20090002257A1 (en) * 2007-05-22 2009-01-01 Thin Red Line Aerospace Ltd. Precision flexible support structure
CN102799737B (zh) * 2012-07-24 2014-06-11 哈尔滨工业大学 高精度充气膜结构的设计方法
CN105022919B (zh) * 2015-07-06 2017-11-14 北京航空航天大学 一种预测圆形金属薄板低速冲击凹坑尺寸的方法
CN106887714B (zh) * 2017-03-08 2020-07-14 大连理工大学 充气展开式索网反射面天线反射器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100274447A1 (en) * 2008-05-05 2010-10-28 Stumpf John F Transducer matrix film
WO2010107098A1 (ja) * 2009-03-16 2010-09-23 Ｊｆｅミネラル株式会社 磁気光学効果特性測定用の組成傾斜フェライト材料およびフェライトの特性評価方法
CN102176815A (zh) * 2011-01-04 2011-09-07 北京理工大学 基于梯度压磁薄膜与介电陶瓷的吸波器件
CN105136590A (zh) * 2015-05-07 2015-12-09 成都理工大学 一种测量正交异性膜结构弹性模量的方法及装置
CN105675484A (zh) * 2016-04-26 2016-06-15 重庆大学 均布载荷下中心带刚性板的环形薄膜弹性能的确定方法
CN109815580A (zh) * 2019-01-21 2019-05-28 郑州大学 基于正交理论的膜结构变形分解方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ultra-Thin Polarization Beam Splitter Using 2-D Transmissive Phase Gradient Metasurface;Tong Cai等;《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》;20151029;第63卷(第12期);5629-5636 *
充气可展开薄膜反射面结构的型面分析与优化;黄河;《中国博士学位论文全文数据库》;20170215(第02期);C031-107 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111180850A (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7876933B2 (en) Methods and apparatus for estimating orientation in an image
CA2774927A1 (en) Method and apparatus for multilayer shear band reinforcement
US8234539B2 (en) Correction of errors in a memory array
CN111180850B (zh) 一种梯度薄膜
US20210373512A1 (en) Quality control method and computing device utilizing method
CN209167642U (zh) 光学成像系统和电子装置
EP4070123A1 (en) Efficient compression of radar data
CN113406403B (zh) 基于分组旋转矢量法的相控阵天线校准方法及装置
CN111079312B (zh) 一种充气薄膜可展抛物面天线及其获取方法
US20180329294A1 (en) Lithography apparatus and method of manufacturing article
US10353299B2 (en) Lithography method, determination method, information processing apparatus, storage medium, and method of manufacturing article
KR101952247B1 (ko) 슈퍼스트레이트를 이용한 배열 안테나 장치 및 슈퍼스트레이트를 이용한 배열 안테나 튜닝 방법
CN110411707B (zh) 串联飞行器级间分离气动特性干扰量预测方法
EP2609393A1 (en) Method for compensating for boresight error in missiles with composite radomes and guidance section with boresight error compensation
CN114024143B (zh) 一种基于小口径超宽带线阵干涉仪的复合布阵方法
US8903684B2 (en) Determination method and apparatus for the number of multi-feed elements in multi-beam antenna
Kalyanakrishnan K-means clustering
JP5752922B2 (ja) フィルム状部材及びその貼り付け方法
US10599045B2 (en) Exposure method, exposure system, and manufacturing method for semiconductor device
US9640848B2 (en) Artificial microstructure and metamaterial with the same
CN112380657A (zh) 圆环阵列天线的方向图综合方法及装置
CN108121618B (zh) 一种修复数据的方法和装置
CN111045174B (zh) 光学镜头及摄像模组
CN106708853B (zh) 数据校验方法和装置
US20100001186A1 (en) Method of measuring dimension of pattern and recording medium storing program for executing the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant