一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，包括天线反射面、支撑背架、作动器、测量系统和控制器，天线反射面通过多组作动器安装在支撑背架上，作动器的输出端安装在天线反射面的背面，本体安装在支撑背架上，测量系统用于对天线反射面的变形情况进行测量，将测量结果提供给控制器，控制器根据精度需要输出控制命令到作动器，每组作动器均可实现推/拉的位移调节动作，对天线反射面局部型面进行调整。本发明专利技术可实现星载天线的在轨型面精度实时控制，有效抑制在轨剧烈温度场变化带来的天线变形，提高天线的型面精度和波束效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置
本专利技术涉及航天领域，具体是一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置。
技术介绍
在现代卫星应用领域，在轨通讯传输、微波遥感、电磁侦查、光学探测等任务模式占有重要地位，执行类似任务的卫星必须安装大口径天线。为了获取更高的接收发射效率，有效提高探测效率和探测精度，对天线的型面精度要求也越来越高。当航天器绕地球飞行时，轨道位置和姿态不断变化，它所接受的空间热流也随之呈现出周期性的变化，加之轨道阴影区以及结构部件之间的各种遮挡关系的影响，在天线结构中会产生周期性冷热变化且分布不均匀的瞬态温度场，从而使天线结构在轨型面精度发生变化。为避免在轨变形对天线型面精度造成不可逆且不可修复的影响，有必要实现天线的在轨调整和自我修复能力，即通过星载天线型面精度控制技术实现天线精度的主动控制。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供了一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，面向的目标是Ka波段以上频段，天线口径大于1米，天线型面控制精度达到亚毫米级、微米级。本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，包括天线反射面、支撑背架、作动器、测量系统和控制器，所述天线反射面通过多组作动器安装在支撑背架上，所述作动器的输出端安装在天线反射面的背面，本体安装在支撑背架上，测量系统用于对天线反射面的变形情况进行测量，将测量结果提供给控制器，控制器根据精度需要输出控制命令到作动器，每组作动器均可实现推/拉的位移调节动作，对天线反射面局部型面进行调整；工作过程中，测量系统在轨监视并获知天线反射面的在轨变形情况，控制器根据输入的变形结果计算纠正变形的动作和步骤，多个作动器按照控制器的指令对天线的不同位置进行推/拉的位移调节动作，完成对天线变形的纠正。优选地，所述天线反射面为刚性或半刚性天线反射面，曲面特征为旋转抛物面、或柱状抛物面、或双曲面、或平面，采用金属面板、或铝蜂窝铝面板夹层结构、或铝蜂窝碳纤维面板夹层结构、或碳蜂窝碳纤维面板夹层结构、或半刚性复合材料网状结构。优选地，所述支撑背架为刚性桁架结构，采用低膨胀碳纤维杆件拼接而成，具有在轨热变形小、刚度大、重量轻的特点。优选地，所述测量系统采用图像识别或接触式测量方法，对天线反射面的变形、温度、应变进行测量。由于采用了以上的技术方案，使本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术提出了基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，为星载天线在轨型面的主动调整提供了技术解决方案，实现了星载天线的在轨高精度型面要求，有效提升了星载天线的在轨工作效能。2.支撑背架采用了低变形碳纤维结构，有效提升了系统刚度，为天线反射面提供了良好的安装支撑和型面控制支撑。附图说明图1星载天线型面精度控制系统示意图；图2星载天线型面精度控制系统原理图；图中：1-天线反射面；2-支撑背架；3-作动器；4-测量系统；5-控制器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1-图2所示，本专利技术实施例提供了一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，包括天线反射面1、支撑背架2、作动器3、测量系统4和控制器5，所述天线反射面1通过多组作动器3安装在支撑背架2上，所述作动器3的输出端安装在天线反射面1的背面，本体安装在支撑背架2上，测量系统4用于对天线反射面1的变形情况进行测量，将测量结果提供给控制器5，控制器5根据精度需要输出控制命令到作动器，每组作动器3均可实现推/拉的位移调节动作，对天线反射面1局部型面进行调整；所述天线反射面为刚性或半刚性天线反射面，曲面特征为旋转抛物面、或柱状抛物面、或双曲面、或平面，采用金属面板、或铝蜂窝铝面板夹层结构、或铝蜂窝碳纤维面板夹层结构、或碳蜂窝碳纤维面板夹层结构、或半刚性复合材料网状结构。所述支撑背架为刚性桁架结构，采用低膨胀材料碳纤维、殷钢拼接而成，具有在轨热变形小、刚度大、重量轻的特点。所述测量系统采用图像识别或接触式测量方法，对天线反射面的变形、温度、应变进行测量，将测量结果提供给控制器，控制器根据精度需要确定是否执行调整动作。需要调整时控制多组作动器进行步进式调节，根据调节点距离理想位置的偏差确定作动器的单步输出位移量，通过不断的闭环迭代，实现对天线反射面的型面精度控制。本专利技术提出了基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，通过主动控制技术解决了在轨热变形引起的星载天线型面精度下降问题，为高精度星载天线的在轨应用提供了系统解决方案，能够实现毫米级、亚毫米级、微米级天线型面精度的控制和保证，具有较高的通用性。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，其特征在于，包括天线反射面(1)、支撑背架(2)、作动器(3)、测量系统(4)和控制器(5)，所述天线反射面(1)通过多组作动器(3)安装在支撑背架(2)上，所述作动器(3)的输出端安装在天线反射面(1)的背面，本体安装在支撑背架(2)上，测量系统(4)用于对天线反射面(1)的变形情况进行测量，将测量结果提供给控制器(5)，控制器(5)根据精度需要输出控制命令到作动器，每组作动器(3)均可实现推/拉的位移调节动作，对天线反射面(1)局部型面进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种基于多点位移调节的星载天线在轨型面主动控制装置，其特征在于，包括天线反射面(1)、支撑背架(2)、作动器(3)、测量系统(4)和控制器(5)，所述天线反射面(1)通过多组作动器(3)安装在支撑背架(2)上，所述作动器(3)的输出端安装在天线反射面(1)的背面，本体安装在支撑背架(2)上，测量系统(4)用于对天线反射面(1)的变形情况进行测量，将测量结果提供给控制器(5)，控制器(5)根据精度需要输出控制命令到作动器，每组作动器(3)均可实现推/拉的位移调节动作，对天线反射面(1)局部型面进行调整。2.如权利要求1所述的基于多点位移调节的星载天线在轨型面...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瑶海，周徐斌，王萌，李奇，赵发刚，苏若斌，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31