[发明专利]一种在轨天线展开控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种在轨天线展开控制系统，至少包括卫星平台和左右两翼平面天线，左右两翼平面天线分别设于卫星平台的彼此相对的两侧，第一单翼平面天线至少包括彼此依次转动连接的第一内侧天线面阵、第一中部天线面阵和第一外侧天线面阵，三者以不暴露各自的天线反射面的方式收拢于靠近卫星平台的位置上，三者可通过驱动电机相对彼此转动而共同形成为平面状的第一单翼平面天线。

技术领域

本发明涉及通信天线技术领域，尤其涉及一种在轨天线展开控制系统及控制方法。

背景技术

由于平面SAR天线电气模块划分的特殊需求，“H”型已经成为后续星载SAR卫星的主要结构形式之一。对平面天线而言，该构型使得天线成为悬臂梁状态，因此，无法与卫星平台固定，天线受力方式恶劣。为了解决平面天线收拢状态基频过低的问题，提高平面天线发射环境的动力学特性，目前国内外航天飞行器围绕如何减少悬臂长度，采取了多种行之有效的技术方案，包括：1）尽量压缩航天器矩形平台两侧天线安装面之间的宽度尺寸，以确保天线悬臂端尽量短，与此同时，也给航天器平台的结构布局带来了难度；2）充分利用航天器平台作为平面天线的安装固定面，使平面天线呈“屋顶式”布局设置在平台两侧，但需大幅改变有效载荷舱的结构形式；3）通过对天线板结构进行加强设计来提高天线抗弯刚度，但也带来天线板重量的大幅增加。

由上述方式可知，各种方案不论对航天器平台设计，还是对天线结构本身的重量，都有较大的影响，因此，卫星平台通用性较差和结构效率较低是现有技术方案中存在的主要问题。现有技术中如公开号为CN106450649B的专利文献提出了一种H构型星载天线可展机构，包括对称设置在卫星平台两侧的平面天线构件和展开机构，平面天线构件包括左翼平面天线和右翼平面天线，展开机构包括左翼展开机构和右翼展开机构；其中一组左翼展开机构包括Y型斜撑式支撑桁架、第一驱动机构和从动撑杆，在收拢状态下，所述左翼平面天线压紧收拢于所述的卫星平台的侧面；在展开状态下，所述左翼平面天线展开于所述的卫星平台的上端。该技术方案利用支撑桁架提高平面天线的收拢基频，有效解决“H”构型平面类天线在收拢状态下因悬臂过长而造成天线基频过低的问题和实现了卫星平台的通用化。

然而在该技术方案中，天线机构在折叠后在垂直于悬臂方向上的尺寸仍较大，将对航天器平台的结构布局造成较大的困扰，并且该设置下的悬臂长度有限，此外，折叠后的天线面阵的反射面直接暴露在外部，反射面上的阵子等精密结构易受到损坏，不利于折叠形态下的天线面阵的运输或待机。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人作出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种在轨天线展开控制系统，至少包括卫星平台和左右两翼平面天线，左右两翼平面天线分别设于卫星平台的彼此相对的两侧，第一单翼平面天线至少包括彼此依次转动连接的第一内侧天线面阵、第一中部天线面阵和第一外侧天线面阵，三者以不暴露各自的天线反射面的方式收拢于靠近卫星平台的位置上，三者可通过驱动电机相对彼此转动而共同形成为平面状的第一单翼平面天线。本申请一方面增大了展开后的天线悬臂长度，同时在提出更大的天线悬臂长度的结构同时还能够高效利用折叠空间，可通过调控驱动机构将该结构收拢至卫星平台上，获得更小的折叠后的整体体积，有利于减小折叠状天线对航天器平台的结构布局的影响；另一方面，由于天线的各面阵均朝向卫星平台进行折叠，使得折叠后的各面阵的反射面均朝向卫星平台而不再是直接暴露在外部，有效地保护了天线面阵的结构稳定。

根据一种优选实施方式，所述系统还包括用于辅助支撑第一单翼平面天线的第一支架组件。其形成于卫星平台的单侧上且可随第一单翼平面天线收拢于靠近卫星平台的位置上时姿态的变化而覆盖至卫星平台上的不同侧面。