[发明专利]一种星载固面可展开天线有效
申请号: | 201710973786.9 | 申请日: | 2017-10-19 |
公开(公告)号: | CN107768797B | 公开(公告)日: | 2020-04-03 |
发明(设计)人: | 王三民;卢江昇;高举;姚亮;余澍民;李浩 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | H01Q1/08 | 分类号: | H01Q1/08;H01Q15/16 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 陈星 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 星载固面可 展开 天线 | ||
本发明公开了一种星载固面可展开天线,由固面反射器、可展机构、驱动组件组成。可展机构由多个同步三杆可展单元与同步二杆可展单元阵列组合而成;固面反射器由若干块刚性薄板组成;驱动组件包括驱动电机和弹力储能元件。固面反射器与可展机构通过万向铰链连接,在驱动电机的作用下,固面反射器通过可展机构实现第一次空间同步展开,在弹力储能元件和压缩弹簧的作用下,实现第二次空间同步展开;展开完成后,固面反射器中任意相邻两块面板之间通过锁止机构铰接并锁死,天线整体稳定在完全展开状态。星载固面可展开天线具有展开口径大、展开及支撑刚度强、型面精度高的特点;天线还可用于太空或地面作为反射器或汇聚器。
技术领域
本发明涉及卫星天线结构设计技术领域,具体地说,涉及一种星载固面可展开天线。
背景技术
天线作为一种无线通信设备,在航空航天、气象、通讯、军事诸多领域发挥着巨大的作用。目前,星载天线广泛应用于各类卫星系统中,随着航天技术的不断发展和航天应用的不断拓展,研发大口径、高精度、轻质量的星载天线已经成为一种发展趋势。但由于运载火箭有效容纳空间、运载能力的限制,要求天线在发射阶段以收拢状态固定在运载工具有效载荷舱内,待航天器进入轨道后,再由地面控制中心指令其在空间轨道按设计要求逐步完成展开过程,然后锁死并保持为工作状态,因而天线的可展开成为大型星载天线的一个显著特征,可从收纳率、型面精度、型面保持能力、展开及支撑刚度多方面来衡量星载天线的综合特性。
在各类星载天线中,对抛物面可展开天线的研究一直是一个重点。抛物面天线按照其反射面的形式可分为网状抛物面天线和固面抛物面天线。尽管反射面形式各有不同,但为尽可能的追求较高的收纳率,可展开抛物面天线一般采用类似雨伞的结构形式。现有的该类天线一般都有展开口径较小、展开精度低、支撑刚度差、反射面精度低、冲击响应敏感等缺陷,直接影响卫星的使用寿命和工作性能,难以满足大型星载天线系统的需求。
发明专利CN 105896020 A公开了“一种可展开固面天线”,该固面天线的特点是收纳率和反射面精度较高,但展开口径因自身结构而受到限制,无法应用到大型可展天线上,且支撑刚度和展开精度较差,难以保证天线的每块面板都能顺利展开。
发明专利CN 103872422 A提出了“一种伞状可展开天线系统”,该天线系统收纳率较高、质量轻,但展开口径较小,适用于小型可展天线;当展开口径增大时,天线反射器的展开过程在实际操作中有较大的难度;在太空中严酷的高低温环境下,天线反射器的型面容易发生变化,型面系统的稳定性不高,不具有较高的型面精度和型面保持能力,进而影响到天线反射器的性能。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足,本发明提出一种星载固面可展开天线;该天线的支撑及展开机构设置在天线的背面,能实现二次空间展开,具有展开口径大、展开支撑刚度强、型面精度高及型面保持能力强的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括固面反射器、可展机构、驱动组件和底面板,可展机构、固面反射器均由基本单元阵列组合而成;固面反射器中,扇形面板和环形面板均分别有12片,上面板和下面板均分别有6片,第一扇形面板、第二扇形面板、第一环形面板、第二环形面板以及一个上面板和一个下面板组成一个固面反射器基本单元,多个该基本单元依次相邻,环绕分布于底面板的周围从而形成固面反射器,其中,固面反射器由多块刚性薄板组成,刚性薄板相互铰接处设有矩形平面,且铰接处矩形平面位于同一平面内;所述底面板与下面板通过铰链铰接,铰链安装在面板内表面,所述下面板一侧与第一扇形面板通过铰链铰接、另一侧与第二扇形面板通过铰链铰接,铰链安装在面板内表面,所述第一扇形面板和第二扇形面板分别与相邻的固面反射器基本单元中的扇形面板通过弹力储能元件铰接,弹力储能元件安装在面板外表面,所述下面板与上面板之间通过弹力储能元件铰接,弹力储能元件安装在面板外表面,所述上面板一侧与第一环形面板通过弹力储能元件铰接,另一侧与第二环形面板通过弹力储能元件铰接,弹力储能元件安装在面板内表面;固面反射器中相邻两块面板之间通过锁止机构锁紧;
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