[发明专利]一种螺旋式展开天线反射面的切割方法及其展开装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线结构，具体涉及一种螺旋式展开天线反射面的切割方法及其展开装置。

背景技术

发展航天事业是我国长期科技发展规划的重要内容，而航天科技的进步与空间可展开结构，特别是可展开天线的发展密切相关。可展开天线广泛应用于军事、航天、信息等领域。为满足空间站、地球资源勘探、气象学、海洋学、导航、通信卫星等多方面的需求，大口径、高精度、轻质量已成为可展开天线的发展趋势。

目前可展开天线的展开机构中含有大量的铰链，通过铰链，特别是旋转铰链来实现天线的展开与闭合运动。但是这种展开形式的主要缺点是所需铰链数量庞大且铰链本身重量大，导致收拢后高度较大，不能充分利用运载工具的有效空间。由于展开后天线工作时的直径会比发射时大很多，因此需要提出一个合理的收拢方案，追求尽可能高的收纳率。研究更多的天线收拢和展开方案，丰富展开天线的类型，对促进展开天线技术的发展有着重要的意义。为此本发明提出了一种螺旋式展开方案，收拢后体积紧凑，可充分利用运载工具的有效空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种收拢体积紧凑，能充分利用运载工具有效空间的可展开天线结构。

为实现上述目的，本发明提供一种展开天线反射面螺旋式切割方案和相应的收拢、铆接展开装置。利用提出的切割方案先将天线反射面切割成多条带条，再将带条紧凑地收纳在带条收纳机构内；发射到预定轨道后，将带条逐渐展开，铆接连接在一起，形成天线反射面。

本发明提供的螺旋式展开天线反射面的切割方法，包括下述步骤：

步骤1：根据天线反射面要求精度[δ]，将天线反射面分割成宽度为W的天线带条，满足δrms=1NΣi=1Nϵi2≤[δ];]]>

其中，ε_i为展平后平面天线带条上的第i个采样点相对于展平前天线带条曲面的偏差，N为采样点总数，[δ]为允许的逼近误差；

步骤2：在有限元软件中建立分割后的天线曲面带条的有限元模型，进行展平，通过展平后天线带条的应力来确定天线带条长度，各段的长度L由条件σ_max≤[σ]确定；

其中，σ_max为展平后天线带条内的最大应力，[σ]为允许应力；

步骤3：展平后的若干段不同长度的天线带条可直接在平面薄板材上切割，并编号；

步骤4：将切割好的天线带条按编号顺序缠绕在天线带条收纳机构中的卷轴上，天线发射到预定轨道后展开，拼接成天线反射面。

进一步地，带条长度L越长，展平后带条内的最大应力σ_max越大；带条长度L越短，σ_max越小。

本发明提供的一种螺旋式展开天线反射面的展开装置，包括下箱体，及扣合其上的上箱体，所述下箱体内设有用于缠绕天线带的天线带条收纳机构，用于缠绕铆接带的铆接带收纳机构，以及用于将铆接带折齿的折齿机构，用于将折齿后的铆接带铆接天线带的铆接机构；

所述天线带条收纳机构位于下箱体一侧的后端，铆接带收纳机构并列于天线带条收纳机构侧，折齿机构位于天线带条收纳机构侧，铆接机构位于下箱体前端，且其上部贯穿出上箱体顶壁；

所述上箱体呈半框架结构；对应铆接机构侧的上箱体边框设弧形缝隙，经铆接后的天线带由弧形缝隙展开。

进一步地，所述天线带条收纳机构包括分别贯穿在下箱体的后侧壁上的卷轴、三个矫平滚筒和套筒Ⅰ，套筒Ⅰ套于电动机花键轴Ⅰ上，套筒Ⅰ上嵌有与天线带条上的定位孔相配合的定位钉，花键轴Ⅰ通过电动机带动控制缠绕在卷轴上的天线带条的进给量。