天线是航天器上信息传输的重要工具,当航天器在轨运行期间,其天线受太阳辐射与深冷背景的影响,温度范围可达到-200°C~180°C,这必然会引起天线结构的热变形。随着天线频段的提高,热变形对天线性能的影响更加显著,对天线型面精度的要求更高,为研制高精度抛物面天线,需准确预测部件的热变形和天线性能的变化。目前,使用国际通用的有限元分析软件,可以分析得出天线结构在各温度场下的变形情况,但存在模型精度低、输出数据简单等问题,热变形分析结果还不能够准确定量反映天线主反射面在温度场下的型面精度、指向等指标。本文对天线反射面热变形后的指向和型面精度分析方法进行了研究,基于最小二乘法和刚体运动学原理,应用PCL(Patran Command Language)程序语言,对MSC.PATRAN/NASTRAN进行二次开发,将参数化建模、抛物面拟合、型面精度分析引入有限元计算,开发了抛物面天线主反射面热变形分析系统,实现了根据既有数量点坐标自动拟合主反射面曲面,主反射面与加强筋自动装配,快速生成指定温度场,计算热变形前后反射面指向、型面精度等功能,方便对抛物面天线主反射面的热变形进行仿真预估分析。并利用二次开发的系统对某大口径复合材料天线主反射面在均匀温度场、梯度温度场下的热变形进行了数值模拟,优选出合理的铺层方式,获得了变形后的天线性能指标。研究结果表明:数值模拟探索出适合于在轨卫星天线减少热变形的铺层设计方法,所获变形值、抛物面拟合参数、型面精度误差等结果符合设计要求,为复合材料天线主反射面的设计应用提供了依据,同时解决了通用CAE软件无法预估热变形对天线性能影响的问题。