Use of a membrane antenna on remote sensing satellites is now possible because of new materials and manufacturing technologies. This would allow space organizations to cut cost and weight by a non-negligible factor. All possible failure modes must be fully analyzed before these are sent to space. With membrane antennas, a new type of failure mode must be looked at: wrinkling. The wrinkling of the emitting layer could greatly undermine the performance of the antenna by modifying the orientation of the radiating elements rendering the wrinkle-affected area useless. It has been anticipated that such wrinkling could occur under temperature variations in space. There is currently a lack of available analyses for predicting with confidence the behaviour of such stretched material in a space environment. This work develops and establishes a finite-element approach as a potential method for predicting wrinkle height and orientation under thermal loads. Some designs for controlling the wrinkles are introduced with the benefits of optimizing the antenna area. The influence of the variation of the parabolic edges and corner cut-offs on the required cable load has been studied. Dynamic behaviour poses a concern, especially with a larger and flexible membrane and has been studied to determine the natural frequencies and the response of the antenna to on-orbit micro-vibrations . / L'utilisation d'une antenne membrane sur les satellites de télédétection est désormais possible par la fabrication de nouveaux matériaux et le développement de nouvelles techniques manufacturières. Une telle antenne permettrait aux organisations possédant de tels satellites d'en réduire le poids et du fait même le coût de lancement par un facteur important. Toutes les causes d'échec, de panne ou d'insuccès reliées à l'utilisation d'une antenne membrane doivent être pleinement étudiées avant qu'elle ne soit lancée. Avec l'émergence de cette nouvelle technologie, une nouvelle problématique s'ajoute: le plissement. Le plissement de la membrane émettrice pourrait affecter l'efficacité del'antenne et réduire ses performances électriques en modifiant l'orientation des éléments radiatifs de la membrane rendant ainsi inopérante la région affectée. Les variations de température présentes dans l'espace peuvent produire de tels plissements. Très peu d'analyses sont disponibles pour prédire en toute certitude le comportement d'une telle membrane en orbite. Cette étude propose l'étude d'une approche par éléments finis analysant la hauteur et l'orientation des plissements dues aux variations de température. Le contrôle des ridules par méthode passive a été également étudié permettant l'optimisation de l'aire et des dimensions de la membrane. L'influence de la forme parabolique des cotés de la membrane sur la force axiale du câble de tension a été étudiée et est présentée. Le comportement dynamique de la membrane est l'objet d'une attention particulière étant donné sa propension à amplifier les micro vibrations . fr
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95659 |
| Date | January 2005 |
| Creators | Ferland, Etienne |
| Contributors | Misra, Arun (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | alephsysno: 3822575, Theses scanned by McGill Library. |
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