天线是通信系统的重要组成部分,它的作用是对电磁波进行发射和接收,而天线结构就是保证电磁波能够按照人们设定的规律进行传播的重要载体,因此合理的天线结构设计是天线系统机械性能指标及电气性能指标的重要保证。本文研究背景是我单位某三频段抛物面天线项目,主要对碳纤维材料在抛物面天线反射体中的应用进行了研究,并在引入新材料的基础上确定了三频段抛物面天线的结构设计方案。首先根据天线性能指标要求,对整体结构形式进行评估,对现有天线反射体和天线座架的结构型式进行分析比较,确定了天线结构的总体方案。以降低传统天线反射体重量且反射体刚强度满足指标为目的,对钢结构反射体进行轻量化设计,引入了新兴材料碳纤维,根据碳纤维材料的特性进行结构设计,保证天线结构系统满足使用要求。反射面天线由天线反射体和天线座构成,天线反射体减轻多少重量,俯仰箱体就可以减少相同重量的配重,天线座的负重也会大大降低,减小设计难度;从结构布局上来说,天线反射体位于天线座的上方,反射体重量减轻,天线系统的重心也会随之降低,提高了天线结构的整体稳定性。综合以上几点,天线反射体中引入碳纤维材料进行减重,在天线结构系统设计中是很有必要的。然后结合天线反射体的结构特点,对天线反射面、天线骨架、副反射面及副反射面支撑进行了碳纤维材料的结构设计,降低了天线反射体的重量,减小了天线座的结构设计压力。在碳纤维天线反射体的基础上,根据工程实践经验重新设计了天线座架,使用有限元分析软件对天线整体结构进行仿真分析,校核了天线结构的刚强度,最后对天线结构进行了实际的测量试验,验证了碳纤维天线反射体设计的正确性。目前该天线已经研制完成并交付用户。天线结构系统的测量结果说明采用碳纤维材料对天线反射体进行结构设计是可行的,并且验证了有限元仿真软件对其进行的分析计算是准确的。本项目是碳纤维材料结构件大量应用于天线反射体的一次尝试,项目的完成为后期相同结构天线的设计提供了新的选择和依据。