紧凑型RF薄膜天线制造技术

本发明专利技术公开了紧凑型天线的示例性实施方案。示例性紧凑型天线包括支撑结构和反射器表面。所述支撑结构可以直接或间接地限定所述反射器的形状。示例性实施方案包括可展开的支撑结构，以允许紧凑型天线具有较小体积的收拢构型和较大体积的展开构型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑型RF薄膜天线
技术介绍
大型碟形天线在天文学中起着重要作用，它能从附近的行星和恒星收集射频(RF)波，以及来自宇宙远端的星系间波。其贡献包括从大爆炸的最早时刻解释宇宙诞生的奥秘的数据。最近，正在利用碟形天线帮助发现和表征我们所在的银河系中围绕恒星的系外行星。同时，小型化技术的进步使航天器的尺寸和重量缩小，同时保持与更为庞大的传统卫星和工艺相媲美的功能。然而，雷达天线检测的灵敏度和分辨率直接取决于天线接收器或碟的面积。因此，虽然在如今的小型卫星和微纳卫星中，其他航天器组件诸如高速处理器、高能量密度电池、太阳能电池、惯性测量单元、转向和姿态控制系统等的尺寸和重量都已缩小，但天线面积必须保持同样大小以提供期望的性能。这种对大面积的需求导致RF天线的新概念设计，这种设计保持了大面积，同时允许在发射到太空期间高度紧凑地储存。天线必须能够在火箭有效载荷中折叠成小体积，并且一旦在太空中，就可以完全展开，同时保持准确的抛物线型反射表面质量和形状，允许从光年之外收集无畸变的无线电波信息。常规的收拢式天线包括预成形的刚性结构，该刚性结构包括允许区段折叠成收缩构型的分立位置。通过展开和锁定这些接头来扩展结构，所述结构限定期望的展开构型。例如，刚性片材可包括片材之间的铰链，以允许天线从收拢构型展开为展开构型。类似地，天线结构的支撑框架可包括形成可折叠联接件的刚性分段杆。支撑框架可以收拢构型折叠在分立位置处，并以展开构型展开并锁定。不包括静态预成形形状的常规收拢式天线可包括可充气结构。这些结构基本上是具有期望最终形状的气囊。然而，这些系统需要额外的部件来储存和施加充气气体或物质以展开结构。因此，这些结构可提供不需要由预成形的静态结构强制执行特定或静态储存构型的益处。然而，这些结构需要额外的空间和重量专用于结构的展开。
技术实现思路
本文描述了紧凑型天线的示例性实施方案。示例性紧凑型天线包括支撑结构和反射器表面。支撑结构可以直接或间接地限定反射器形状。示例性实施方案包括可展开的支撑结构，以允许紧凑型天线具有较小体积的收拢构型和较大体积的展开构型。附图说明提供附图和以下相关描述是为了说明本公开的实施方案，并非限制权利要求的范围。对应的数字表示对应的部分。图1、图2和图3A至图3B示出了示例性对称天线构型。图4示出了示例性非对称反射器。图5示出了用于反射器的示例性支撑结构。图6A示出了示例性可展开天线构型。图6B至图6D示出了图6A的分解组成部分。图7示出了处于展开构型的示例性可展开天线。图8A至图8B示出了图6A的示例性收拢部件视图。具体实施方式现在将参考附图描述用于组装和制造的系统、部件和方法的实施方案，其中类似的标号始终表示相同或相似的元件。尽管下文公开了若干实施方案、示例和图示，但本领域的普通技术人员应当理解，本文所述的专利技术超出了具体公开的实施方案、示例和图示，并且可包括本专利技术的其他用途及其明显的修改和等同物。本文提供的描述中使用的术语并非意图仅因为它与某些特定实施方案的详细描述一起使用，而以任何有限或限制的方式对其进行解释。另外，本专利技术的实施方案可包括若干新型特征，并且没有单个特征单独负责其期望的属性，也没有单个特征是对于实践本文所述的专利技术必不可少的。尽管本文描述了某些方面、优点和特征，但任何特定实施方案不必包括或实现这些方面、优点和特征中的任一个或全部。一些实施方案可能无法实现本文所述的优点，而是可实现其他优点。任何实施方案中的任何结构、特征或步骤可用于代替或补充任何其他实施方案中的任何结构、特征或步骤，或者可省略。本公开设想了来自各种公开的实施方案的特征的所有组合。没有任何特征、结构或步骤是必不可少的或绝对必要的。还可根据需要集成或细分特征，使得任何特征组合无论是集成的、分离的、移除的、添加的、复制的还是以其他方式重新组合的，都落入本公开的范围内。所描述的示例性实施方案可包含形状记忆复合材料，该形状记忆复合材料限定支撑框架、限定支撑结构或集成到非结构化可收缩天线的全部或一部分中。尽管本文所述的实施方案是关于形状记忆复合材料的，但示例性天线构型本身可以是新型的。因此，所描述的结构可使用任何常规的可展开天线材料制成。示例性实施方案包括用于紧凑型RF天线的两个专利技术设计，该紧凑型RF天线包括薄膜反射器。这些设计仅仅是示例性的，并且必要时可以在它们之间重新组合特征以实现给定的功能。尽管就射频(RF)反射器进行了描述，但示例性实施方案也可用于其他应用中，例如用于光或用于发送/接收其他信号的反射器。可展开结构的示例性实施方案也可用于其他应用中。图1示出了示例性紧凑型薄膜天线。天线10包括反射器20，该反射器被构造成接收RF信号(虚线)并将信号或波导向至收集器12。反射器20的形状对于将反射表面相对于收集器定位在适当位置使得接收的信号可以适当地定位在收集器处是重要的。如图1所示，单个反射器与收集器一起使用。然而，可使用任何反射器组合。例如，图2示出了类似的反射器，但收集器为扩展构型，其中收集器的一部分定位在反射器后面，并且接收部分定位在反射器前面。也可使用其他双反射器构型，诸如图3A至图3B所示。在这种情况下，初级反射器类似于图1的初级反射器，并且次级反射器定位在初级反射器的接收位置处。然后，次级反射器被构造成将接收的RF信号从初级反射器导向至收集器。收集器可定位在初级反射器后面，在初级反射器中具有通道或孔，以允许RF信号从次级收集器传递到收集器。也可使用其他反射器构型，诸如图4的反射器构型，其中反射器包括非对称构型。当收集器与反射器偏轴定位时，可采用这种构型。如图4所示，肋18可以跨基本上整个弦长从反射器的一侧延伸到另一侧。如图所示，可根据本文所述的实施方案使用一个或多个反射器和收集器的任何构型。所示的反射器构型仅仅是示例性的，而非意图限制。示例性反射器包括支撑结构，例如外框架14、肋18以及它们的组合。支撑结构支撑反射器20。反射器和/或支撑结构可通过支柱16联接到物体，例如收集器或其他反射器。在一个示例性实施方案中，支撑结构包括外框架14。支撑结构可包括任何封闭的形状，例如椭圆形、圆形、多边形、蛤壳等。支撑结构可包括弯曲结构或相对于相邻线性部分成角度以接近弯曲表面的分立线性部分。示例性实施方案包括圆环外框架。在一个示例性实施方案中，支撑结构包括肋18。任意数量的肋可横穿外框架的周边内的封闭空间。肋18为反射器20的反射表面提供支撑。肋18可用于限定反射器20的反射表面的形状。肋可以限定对称或非对称构型。如图1至图3所示，肋可以在一个末端处附接到外框架并且朝向彼此延伸，以在相对末端处直接或间接地彼此附接。肋可以接近外框架14的中心轴线以限定对称支撑结构。肋可以是弯曲的，以限定天线的期望反射表面。如图3B所示，肋可以延伸出外框架14的平面。限定反射器形状诸如近似抛物线形状的肋可被制成具有增加其面积惯性矩以增大刚度的横截面，例如I形梁或T形梁。通过包括联接在相邻肋之间的横肋，也可以或另选地增大刚度。图5示出了具有用于偏移几何形状的横肋的示例性实施方案。然而，这种构型也可用于任何已知或公开的实施方案。在一个示例性实施方案中，支柱16可用于联接组成部分。例如，支柱可以在反射器之间、反射器与收集器之间或者它们的任何组合或其他部件之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可展开的天线，包括：收集器；支撑结构；以及反射器，所述反射器被构造成将在所述反射器处接收的射频波导向至所述收集器。其中所述可展开的天线包括收拢构型和展开构型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.29 US 62/301,4861.一种可展开的天线，包括：收集器；支撑结构；以及反射器，所述反射器被构造成将在所述反射器处接收的射频波导向至所述收集器。其中所述可展开的天线包括收拢构型和展开构型。2.根据权利要求1所述的可展开的天线，其中所述支撑结构包括环形外框架和联接到所述外框架的至少三个支柱，并且所述可展开的天线包括附接到所述环形外框架的网状网格，所述网状网格限定多个节点。3.根据权利要求2所述的可展开的天线，其中多个张紧元件附接到所述多个节点，所述张紧元件承受张力并且在所述展开构型中限定所述网状网格的展开形状。4.根据权利要求3所述的可展开的天线，其中所述反射器附接到所述张紧元件。5.根据权利要求4所述的可展开的天线，其中所述反射器包括多个反射薄膜，每个反射薄膜联接到相邻的张紧元件。6.根据权利要求5所述的可展开的天线，其中所述支撑结构包含形状记忆复合材料。7.根据权利要求1所述的可展开...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟·利博尼欧·帕里索克，
申请(专利权)人：乐加德公司，
类型：发明
国别省市：美国,US