一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线，包括天线本体、X‑Y型二维指向机构、锁紧释放装置、波导反馈以及机架。其中，天线本体与波导馈线主要用于实现接收发射机传送的射频信号并向外辐射功能；X‑Y型二维指向机构用于实现天线发射时收拢及入轨后展开，并具有在两个维度自由转动的功能；锁紧释放装置用于实现天线发射阶段收拢锁紧并具备在入轨定点后指向既定的地面站功能，入轨后解锁释放天线，并且不影响天线两维转动功能；热控组件主要用于保证在轨期间提供活动部件良好的工作温度环境，并且不影响二维机构运动功能。本发明专利技术的二维指向天线实现了入轨后天线即指向目标工作，解锁后可二维转动指向通信功能。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线
本专利技术涉及基于高轨卫星的二维指向天线
，特别涉及一种带初始指向功能的二维指向天线。
技术介绍
在地球静止轨道通信卫星工程中，需要研制具有二维转动功能的高增益天线用于对地传输数据。由于卫星对地面安装空间限制，天线需要在卫星给定的狭小空间范围内，实现初始入轨定点后初始指向地面站，并具备在两个维度内自由转动指向的功能。而目前，公知的用于卫星的同类型带指向机构数传天线采用标准两维指向机构，首先收拢锁紧，入轨解锁展开，然后具备在两维方向内转动能力。或者采用两维指向机构加展开机构方案，首先由展开机构控制天线展开到初始零位，然后以初始零位为基准，在两维指向机构带动下指向目标进行通信。第一种方案适用于天线可大角度倾斜安装，解锁后锁紧设备不影响天线转动功能，不需新的锁紧释放装置的设计；第二种方案适用于卫星资源充裕的情况，可通过多种机构的组合实现天线指向功能。这两种设计均不能实现入轨即可具备基本的工作能力的效果。另外一般卫星天线在入轨后，存在一种常见风险：如解锁装置无法正常展开，则会导致天线在轨无法指向所需地面站，导致通信功能丧失，严重的导致整个卫星任务失败。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是：一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，包括：一天线本体；一X-Y型二维指向机构，具有X轴维度和Y轴维度的旋转自由度，用于控制所述天线本体的空间角度；且，所述X-Y型二维指向机构的初始状态指向既定角度位置；一锁紧释放装置，其在发射前通过锁紧X-Y型二维指向机构而将天线本体固定；入轨后，所述锁紧释放装置解锁并展开，释放天线本体，且不影响X-Y型二维指向机构的转动；一热控组件，将X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置包覆起来；以及，机架，所述X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置安装于所述机架上。优选的，所述X-Y型二维指向机构包括设于所述机架上的两组转动组件，该两组转动组件分别控制天线本体在X轴维度的转动和在Y轴维度的转动。优选的，所述转动组件包括驱动机构和框架，所述框架与所述驱动机构可拆卸连接；两组转动组件中的两个框架之间可拆卸连接，且其中一组转动组件连接天线本体。优选的，所述既定角度位置通过X-Y型二维指向机构的安装角度以及初始状态下两组转动组件的初始转角进行确定。优选的，X轴和Y轴为同一平面内的两相互垂直的两个轴。优选的，所述锁紧释放装置包括两组锁紧释放组件，该两组锁紧释放组件与转动组件一一对应，并用于锁紧或释放各自对应的转动组件。优选的，所述锁紧释放组件包括相对的设置于机架上的锁紧臂、连接两锁紧臂的锁紧杆，以及设于所述锁紧臂上的火工品切割器；转动组件包括伸出机构，锁紧时，所述伸出机构被夹紧在两锁紧臂之间；释放时，所述火工品切割器切断所述锁紧杆。优选的，所述锁紧释放组件还包括弹性机构；所述火工品切割器切断锁紧杆之后，所述弹性机构控制锁紧臂沿预定路径展开并落至机架上。优选的，所述热控组件包括热控多层和多层骨架；所述热控多层设置在所述多层骨架上，并将X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置完全包覆。优选的，所述热控组件还包括锗膜，所述锗膜和所述热控多层包裹于天线本体的外部。优选的，所述天线本体包括筒型框架，所述筒型框架的外部包裹有所述热控多层。优选的，所述热控多层具有一定的裕度。优选的，所述天线本体为高增益反射面天线，其增益高、波束窄、对地指向覆盖区域小。优选的，还包括波导反馈组件，所述波导反馈组件设于所述机架上。相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术解决了在安装空间受限、空间资源紧张的卫星上，实现高增益数传天线在卫星发射时收拢锁紧固定、入轨后天线初始指向目标工作，解锁后可二维转动指向通信功能。2、本专利技术中，既定角度位置通过X-Y型二维指向机构相对于机架的安装角度，以及X-Y型二维指向机构自身在其X轴维度和其Y轴维度的旋转角度来共同实现，以解决天线本体入轨后即指向工作目标。3、锁紧释放装置解锁后，其能够展开，从而不影响X-Y型二维指向机构以及天线本体的运动。附图说明图1为本专利技术的二维指向天线的示意图；图2为本专利技术二维指向天线的示意图；图3为本专利技术的X-Y型二维指向机构的示意图；图4为本专利技术的二维指向天线的示意图；图5为本专利技术的锁紧释放装置示意图。其中，1、天线本体，101、筒型框架，201、X轴的驱动机构，202、X轴的框架，203、Y轴的驱动机构，204、Y轴的框架，205、连接件，206、伸出机构，301、锁紧臂，302、锁紧杆，303、火工品切割器，304、弹性机构，4、热控组件，5、机架。具体实施方式以下结合附图和具体实施例加以详细说明。请参阅图1-5，一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线，包括天线本体1、X-Y型二维指向机构、锁紧释放装置以及机架5，其中：X-Y型二维指向机构具有X轴维度和Y轴维度的旋转自由度。X-Y型二维指向机构用于控制天线本体1的空间角度。且，X-Y型二维指向机构的初始状态指向既定角度位置。换言之，首先，X-Y型二维指向机构连接天线本体1，并通过在X轴维度和Y轴维度的旋转控制天线本体1的空间角度；其次，X-Y型二维指向机构的初始状态即指向既定角度位置；该处的初始状态理解为二维指向天线在发射之前的状态，该处的既定角度位置理解为二维指向天线入轨定点后指向既定的地面站的角度位置；本专利技术中，既定角度位置通过X-Y型二维指向机构相对于机架5的安装角度，以及X-Y型二维指向机构自身在其X轴维度和其Y轴维度的旋转角度来共同实现。锁紧释放装置在发射阶段通过锁紧X-Y型二维指向机构来将天线本体1固定，入轨后，锁紧释放装置解锁并展开，释放天线本体1，且不干涉X-Y型二维指向机构的转动。换言之，一方面，二维天线在入轨展开前，锁紧释放装置始终锁紧X-Y型二维指向机构，当然，该过程中，X-Y型二维指向机构始终处于初始状态。另一方面，锁紧释放装置在入轨定点后，能够自我解锁，释放X-Y型二维指向机构，从而释放天线本体1。另外，锁紧释放装置解锁后，其能够展开，从而不影响X-Y型二维指向机构以及天线本体1的运动。热控组件4将X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置包覆起来，以保证两者的工作环境，例如工作温度等。机架5用于安装X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置。合理布置各零部件在机架5上的安装位置，以使二维指向天线的结构足够紧凑，并互不干涉。本专利技术通过在入轨定点前使X-Y型二维指向机构处于初始状态，从而实现入轨后天线本体1指向既定角度位置，进而二维天线入轨后即可进行工作。请继续参阅图3-4，X-Y型二维指向机构可采用不同的物理结构，只要能够实现天线本体1在两个维度的转动即在本专利技术的保护范围之内。在一个实施例中，X-Y型二维指向机构包括设置于机架5上的两组转动组件，该两组转动组件分别控制天线在X轴维度和Y轴维度的转动。换言之，控制天线本体1在两个维度的旋转的转动组件是相互独立、互不干扰的，且这两个转动组件可采用同样的物理结构。为便于表述，令这两组转动组件分为X轴转动组件、Y轴转动组件。在一个实施例中，转动组件包括驱动机构和框架，驱动机构用于框架对应连接，两组转动组件中的两个框架之间可拆卸连接，且其中一组转动组件连接天线本体1。详细来说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，包括：一天线本体；一X‑Y型二维指向机构，具有X轴维度和Y轴维度的旋转自由度，用于控制所述天线本体的空间角度；且，所述X‑Y型二维指向机构的初始状态指向既定角度位置；一锁紧释放装置，其在发射前通过锁紧X‑Y型二维指向机构而将天线本体固定；入轨后，所述锁紧释放装置解锁并展开，释放天线本体，且不影响X‑Y型二维指向机构的转动；一热控组件，将X‑Y型二维指向机构和锁紧释放装置包覆起来；以及，机架，所述X‑Y型二维指向机构和锁紧释放装置安装于所述机架上。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高轨卫星的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，包括：一天线本体；一X-Y型二维指向机构，具有X轴维度和Y轴维度的旋转自由度，用于控制所述天线本体的空间角度；且，所述X-Y型二维指向机构的初始状态指向既定角度位置；一锁紧释放装置，其在发射前通过锁紧X-Y型二维指向机构而将天线本体固定；入轨后，所述锁紧释放装置解锁并展开，释放天线本体，且不影响X-Y型二维指向机构的转动；一热控组件，将X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置包覆起来；以及，机架，所述X-Y型二维指向机构和锁紧释放装置安装于所述机架上。2.如权利要求1所述的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，所述X-Y型二维指向机构包括设于所述机架上的两组转动组件，该两组转动组件分别控制天线本体在X轴维度的转动和在Y轴维度的转动。3.如权利要求2所述的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，所述转动组件包括驱动机构和框架，所述框架与所述驱动机构可拆卸连接；两组转动组件中的两个框架之间可拆卸连接，且其中一组转动组件连接天线本体。4.如权利要求2所述的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，所述既定角度位置通过X-Y型二维指向机构的安装角度以及初始状态下两组转动组件的初始转角进行确定。5.如权利要求1所述的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，X轴和Y轴为同一平面内的两相互垂直的两个轴。6.如权利要求2所述的带初始指向功能的二维指向天线，其特征在于，所述锁紧释放装置包括两组锁紧释放组件，该两组锁紧释放组件与转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春晖，王涵，董毅，张丽娜，王见，于爽，王政，王盛，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31