星载相控阵阵面支撑系统技术方案

本发明专利技术提供了一种星载相控阵阵面支撑系统，包括：贯穿式馈电组件安装结构单元，平面板状结构，实现馈电式组件的贯穿式安装；阵面背部正交加强筋结构，位于支撑基体背面且根据馈电组件安装结构单元的分布沿长度方向贯通相控阵阵面，实现系统轻量化和高刚度的统一；封闭式阵面围框结构，将馈电组件安装结构阵列和加强筋结构连结为一体，实现结构一体化；把手安装结构，在围框结构两端，用作加强结构；阵面固定与安装扩展结构，在封闭式阵面围框结构的顶面和底面。因此，本发明专利技术的阵面支撑结构具备大尺度、轻量化且刚度高的优点，对星载相控阵而言，既满足其承载需求、力学刚度强度需求，同时也满足轻量化的需求，对降低相控阵整阵的重量有重要贡献。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信卫星载荷领域，涉及星载相控阵阵面支撑结构，具体涉及一种大尺度轻量化的星载相控阵阵面支撑系统。
技术介绍
相控阵阵面支撑结构用于提供相控阵辐射器阵列、相控阵天线馈电组件、网络组件等的支撑结构。由于该型相控阵应用于卫星上，星载产品的轻量化要求使得阵面结构需要尽可能的减轻自身重量。而由于阵面结构上所需安装组件众多、承载重量大以及相控阵阵面尺度大，对阵面结构实现必要的刚度提出了苛刻的要求。相控阵的辐射器阵列、馈电组件以及网络组件之间存在微波信号传输通道的连接，为了安装辐射器阵列、馈电组件以及网络组件等相控阵组件，通常需要在相控阵阵面支撑结构上加工出与辐射器阵列、馈电组件、网络组件三者中两个或三个的微波传输通道一致的微波传输通道，以便在提供对上述组件的支撑作用时，不中断微波传输通道。微波传输通道通常具备一定的形状精度要求，在大尺度的相控阵阵面支撑结构上加工众多的具有形状精度要求的微波传输通道，带来加工成本较高的问题。另外，微波传输通道一般总会带来一定的微波信号损耗，相控阵阵面支撑结构上行的微波传输通道相当于在系统中增加了一道微波信号损耗产生环节。此外，相控阵阵面支撑结构与辐射器阵列、馈电组件、网络组件三者中两个或三个连接时，其连接精度也对微波信号损耗有影响，为了降低连接环节带来的微波信号损耗，又需要提高各组件与相控阵阵面支撑结构之间的连接精度，提高了装配难度。加强产品安装板的刚度通常可以采用加强筋的形式，一般采用中心辐射状分布的加强筋或十字贯通式正交加强筋。但当相控阵的辐射器阵列采用三角形单元分布形式时，馈电组件将形成错位分布，十字贯通式正交加强筋的相控阵阵面结构在与馈电组件连接时，会带来加强筋与馈电组件或辐射单元干涉的问题。有鉴于此，急需一种大尺度轻量化星载相控阵阵面支撑结构方案，能够实现所要求的刚度、轻量化以及对被安装组件的安装与支撑，同时使得相控阵阵面支撑结构的安装固定可只通过固定阵面结构周边来实现。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种大尺度轻量化的星载相控阵阵面支撑结构。其中，贯穿式馈电组件安装结构在提供馈电组件安装面的同时，避免了辐射器与馈电组件之间、馈电组件与网络结构之间的辅助连接环节，减少了信号传输损耗环节，同时可以提高辐射器安装精度、减少了必需连接环节的传输损耗。安装面背部贯通与非贯通加强筋组合式加强结构以及加强筋与四周围框一体化结构实现了阵面结构必要的刚度。把手安装结构用于地面安装、测试、转运等环节搬动安装相控阵。另外，阵面结构中具有一定的阵列特性，可以根据辐射器组件数量及规格的不同，通过调整相关结构尺寸获得不同大小、形状的阵面结构。本专利技术提供了一种星载相控阵阵面支撑系统，其包括：贯穿式的馈电组件安装结构单元，为平面板状结构，并且多个馈电组件安装结构单元阵列形成支撑基体，用于实现馈电式组件的贯穿式安装，从而减少辅助连接环节并提高安装精度；阵面背部正交加强筋结构单元，位于支撑基体的背面，并且被设置为根据馈电组件安装结构单元的分布沿馈电组件安装结构单元的长度方向贯通相控阵阵面，用于实现系统轻量化和高刚度的统一；封闭式阵面围框结构单元，用于将馈电组件安装结构单元的阵列和阵面背部正交加强筋结构单元连结为一体，从而实现星载相控阵阵面的结构一体化；把手安装结构单元，被设置在封闭式阵面围框结构单元的两端，用作加强结构；以及阵面固定与安装扩展结构单元，被形成于封闭式阵面围框结构单元的顶面和底面延伸出的法兰结构上根据需要设计的安装孔。馈电组件安装结构单元被配置有：安装孔和穿通孔，用于实现馈电组件的贯穿式安装，其中，贯穿式安装方式避免馈电组件与辐射组件之间通过支撑系统间接连接、减少相控阵信号传输损耗环节、提高馈电组件与辐射组件连接时的连接精度、并降低了信号传输损耗。阵面背部正交加强筋结构单元采用的是贯穿式加强筋与错位分布加强筋组合成正交加强筋的结构方式，从而满足了双向刚度要求、避免馈电组件与加强结构的干涉、实现了在阵面辐射单元三角形分布带来的馈电组件的错位分布的情况下对支撑系统的加强。把手安装结构单元位于封闭式阵面围框结构单元的侧面，是通过局部加强封闭式阵面围框结构单元而形成的。把手安装结构单元用于提供相控阵安装、底面测试、搬运、转运环节所需把手的安装位置，从而避免直接加工把手所带来的产品重量增加。阵面固定与安装扩展结构单元位于封闭式阵面围框结构单元的上下两侧，并且为法兰结构。阵面固定与安装扩展结构单元用于星载相控阵的其他模块和组件的安装以及提供接口，从而使得支撑系统的拓展性更强。在本专利技术中，贯穿式的馈电组件安装结构单元、阵面背部正交加强筋结构单元、封闭式阵面围框结构单元、把手安装结构单元、和阵面固定与安装扩展结构均具有阵列特性，从而星载相控阵阵面的大小和形状能够根据辐射器组件的数量和规格的不同而对应调整。因此，本专利技术所提出的相控阵阵面支撑结构具备大尺度、轻量化且刚度高的优点，对于星载相控阵而言，既可以满足其承载需求、力学刚度强度需求，同时也满足轻量化的需求，对降低相控阵整阵的重量有重要贡献。附图说明图1是星载相控阵阵面支撑结构的示意图；图2是星载相控阵阵面支撑结构的正面视图；图3是星载相控阵阵面支撑结构的背面视图；图4是星载相控阵阵面支撑结构的第一剖视图；图5是星载相控阵阵面支撑结构的第二剖视图；图6示出了星载相控阵阵面支撑结构的背部正交加强筋结构；以及图7示出了把手安装结构单元。具体实施方式应了解，本专利技术提供了一种大尺度轻量化星载相控阵阵面支撑结构，该阵面结构提供了相控阵天线馈电组件贯穿式安装结构，减少了辐射器与馈电组件的连接环节，减少了信号传输损耗环节，同时提高了辐射器安装精度、减少了必需连接环节的传输损耗。在安装面背部适应馈电组件安装需求的前提下设置正交加强筋、将阵面结构四周与加强筋整体连接来保证阵面结构满足实际要求。通过贯通式安装结构和加强筋的设置，满足了阵面结构轻量化的需求并实现了必要的刚度。该阵面结构还提供了把手安装结构，以用于地面安装、测试、转运等环节搬动安装相控阵。该阵面结构还可提供上下两面固定及安装点，以便实现自身的安装与固定或提供拓展安装板用于相控阵其它组件或工装设备的安装。该阵面结构中基本单元具有一定的阵列特性，可以根据辐射器组件数量及规格的不同，通过调整相关结构尺寸获得不同大小、形状以及刚度的阵面结构。相控阵阵面支撑结构由贯穿式馈电组件安装结构单元、阵面背部贯穿式与错位分布式相结合的正交加强筋结构、封闭式阵面围框结构、把手安装结构单元、阵面固定与安装扩展结构组成。馈电组件安装结构单元为一平面板状结构，若干个馈电组件安装结构单元阵列形成相控阵阵面支撑结构基体。在相控阵阵面支撑结构基体背面，根据馈电组件安装结构单元分布，设置沿馈电组件安装结构单元长度方向贯通阵面、沿馈电组件安装结构单元宽度方向错位分布的阵面背部正交加强筋结构。采用封闭式阵面围框结构将馈电组件安装结构单元阵列和阵面背部正交加强筋结构连结为一体。在封闭式阵面围框结构两端设置加强结构作为把手安装结构单元。在封闭式阵面围框结构顶面和底面延伸出法兰结构，其上根据需要设计安装孔，形成阵面固定与安装扩展结构。下面结合附图1-7及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载相控阵阵面支撑系统，使星载相控阵阵面具有大尺度、轻量化的支撑结构，其特征在于，包括：贯穿式的馈电组件安装结构单元，为平面板状结构，并且多个馈电组件安装结构单元阵列形成支撑基体，用于实现馈电式组件的贯穿式安装，从而减少辅助连接环节并提高安装精度；阵面背部正交加强筋结构单元，位于所述支撑基体的背面，并且被设置为根据所述馈电组件安装结构单元的分布沿所述馈电组件安装结构单元的长度方向贯通所述相控阵阵面，用于实现系统轻量化和高刚度的统一；封闭式阵面围框结构单元，用于将所述馈电组件安装结构单元的阵列和所述阵面背部正交加强筋结构单元连结为一体，从而实现所述星载相控阵阵面的结构一体化；把手安装结构单元，被设置在所述封闭式阵面围框结构单元的两端，用作加强结构；以及阵面固定与安装扩展结构单元，被形成于所述封闭式阵面围框结构单元的顶面和底面延伸出的法兰结构上根据需要设计的安装孔。

【技术特征摘要】
1.一种星载相控阵阵面支撑系统，使星载相控阵阵面具有大尺度、轻量化的支撑结构，其特征在于，包括：贯穿式的馈电组件安装结构单元，为平面板状结构，并且多个馈电组件安装结构单元阵列形成支撑基体，用于实现馈电式组件的贯穿式安装，从而减少辅助连接环节并提高安装精度；阵面背部正交加强筋结构单元，位于所述支撑基体的背面，并且被设置为根据所述馈电组件安装结构单元的分布沿所述馈电组件安装结构单元的长度方向贯通所述相控阵阵面，用于实现系统轻量化和高刚度的统一；封闭式阵面围框结构单元，用于将所述馈电组件安装结构单元的阵列和所述阵面背部正交加强筋结构单元连结为一体，从而实现所述星载相控阵阵面的结构一体化；把手安装结构单元，被设置在所述封闭式阵面围框结构单元的两端，用作加强结构；以及阵面固定与安装扩展结构单元，被形成于所述封闭式阵面围框结构单元的顶面和底面延伸出的法兰结构上根据需要设计的安装孔。2.根据权利要求1所述的星载相控阵阵面支撑系统，其特征在于，所述馈电组件安装结构单元被配置有：安装孔和穿通孔，用于实现所述馈电组件的贯穿式安装，其中，所述贯穿式安装方式避免所述馈电组件与辐射组件之间通过支撑系统间接连接、减少相控阵信号传输损耗环节、提高所述馈电组件与所述辐射组件连接时的连接精度、并降低了信号传输损耗。3.根据权利要求1所述的星载相控阵阵面支撑系统，其特征在于，所述阵面背部正交加强筋结构单元采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：段江年，斯扬，阎鲁滨，赵香妮，韩运忠，冯纪生，智国平，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11