[发明专利]一种由多稳态曲梁径向支撑的智能展开式天线反射面

说明书

一种由多稳态曲梁径向支撑的智能展开式天线反射面，涉及一种抛物面天线。多根支撑肋环绕固定在中心鼓侧壁上，支撑肋外端与反射面外侧表面边缘固接，复合型负刚度单胞包括曲梁结构及三个支撑结构，曲梁结构两侧对称设置有两个刚性块以改变横截面尺寸，每四个复合型负刚度单胞组合固定成复合型负刚度蜂窝结构，每相对的两个复合型负刚度单胞的曲梁结构中间固定有弹簧，每八个复合型负刚度蜂窝结构组成支撑肋单体，多个支撑肋单体组成支撑肋，支撑肋可通过温度调控实现弯折与展开，支撑肋设定有多个节点与反射面粘接固定。具有形状记忆功能，能够实现多个稳态，通过温度调控实现折叠与展开，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种抛物面天线，尤其是一种由多稳态曲梁径向支撑的智能展开式天线反射面。

背景技术

目前人类在卫星通讯、对地观测、全球定位、宇宙探索等前沿领域，对高精度天线的需求越来越迫切，与此同时，受限于运载装备的搭载空间，要求天线重量要轻并且收拢体积要小。具有高收纳比，同时又具备高可靠性和高精度的大型可展开天线是世界范围内航天领域的一项瓶颈技术。现有机械结构的卫星用天线其体积大、重量大、展开与折叠效率低,展开与折叠过程中因其驱动机构复杂从而导致可靠性低。

多稳态结构是近年来引起国内外广泛关注的一种新型轻质多功能结构，由于具备如负刚度效应、多稳态效应、可重复特性等特殊的性质或功能，使其在冲击吸能、形态转换超材料、可展开结构等方面具有较为广泛的应用前景。多稳态结构是一种具有较高的初始刚度和可恢复性的机械超结构，它利用梁屈曲模式的跳变来实现负刚度效应。多稳态结构具有多稳态特性，梁在屈曲过程中会发生不可逆变形，卸载后无法恢复到初始状态，这样就出现了一种类似的自锁现象，从而将一部分变形能储存在结构中。

形状记忆聚合物是一种具有在一定热、电、磁、光条件刺激下主动回复变形并保持形状的特点的高分子聚合物，增加碳纤维增强相后，其强度也会增大很多。

综上，如能够利用多稳态结构结合形状记忆聚合物对可展开天线进行优化改进，对解决目前天线存在的发射体积大、重量大、展开与折叠效率低、可靠性低的问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由多稳态曲梁径向支撑的智能展开式天线反射面，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种由多稳态曲梁径向支撑的智能展开式天线反射面，包括中心鼓、反射面及多根支撑肋，所述反射面外形为抛物面状，所述中心鼓同心设置于反射面外侧，所述多根支撑肋沿径向等角度环绕固定在中心鼓侧壁上，多根支撑肋外端分别与反射面外侧表面边缘对应位置固接，支撑肋包括若干复合型负刚度单胞，所述复合型负刚度单胞包括曲梁结构及三个支撑结构，所述曲梁结构采用含增强纤维的形状记忆聚合物，所述支撑结构采用尼龙，三个支撑结构分别与曲梁结构中间及两端垂直固定为一体，位于两端的两个支撑结构位于同侧并与位于中间的支撑结构对向设置，曲梁结构两侧对称设置有两个刚性块以改变横截面尺寸，每四个复合型负刚度单胞组合固定成复合型负刚度蜂窝结构，所述复合型负刚度蜂窝结构的四个复合型负刚度单胞两两相对之后单侧贴靠固定形成横竖双向对称的日字形结构，每相对的两个复合型负刚度单胞的曲梁结构中间固定有弹簧，每八个复合型负刚度蜂窝结构环向单侧首尾依次固定围合为正八边形组成支撑肋单体，多个所述支撑肋单体沿轴向依次固定组成支撑肋，支撑肋可通过对曲梁结构进行温度调控实现弯折与展开，支撑肋沿其长度方向间隔设定有多个节点并通过粘结剂与反射面对应位置粘接固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的通过复合型负刚度单胞构成的支撑肋具有形状记忆功能，能够实现多个稳态，对采用含增强纤维的形状记忆聚合物的曲梁结构进行温度调控，能够实现反射面的智能折叠与展开，温度不变即可进行自锁，不需要辅助设施，在拐弯处不需要铰链连接，可以任意角度控制，对解决目前天线存在的发射体积大、重量大、展开与折叠效率低、可靠性低的问题具有重要意义。

附图说明