一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线制造技术

本发明专利技术属于卫星天线技术领域，特别是一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：包括横向展开机构、纵向连接机构、网面支撑索以及金属丝网，纵向连接机构用于连接横向展开机构，并与横向展开机构一起构成抛物柱面天线的骨架；网面支撑索交错的设置在横向展开机构和纵向连接机构之上，与金属丝网形成所需的抛物柱面形状；金属丝网固定在网面支撑索上，网面支撑索支撑金属丝网使横向展开机构形成抛物面形状，同步滑块向下滑动，带动铰接肋展开单元与铰接肋连接单元同步向下展开，从而带动抛物柱面天线展开；反之，同步滑块向上滑动，带动铰接肋展开单元与铰接肋连接单元同步向上展开，从而带动抛物柱面天线收拢。它可应用于空中目标搜索和资源探测。

A deployable parabolic cylindrical antenna based on articulated rib structure

【技术实现步骤摘要】
一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线
本专利技术属于卫星天线
，特别是一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，可应用于空中目标搜索和资源探测。
技术介绍
随着通信技术、空间科学以及地球观测技术的快速发展，对大口径天线的应用需求变得愈加迫切。由于抛物柱面天线具有的增益高、方向性强、便于光束自动扫描等特点，广泛应用于各种电子侦察、远程通信、深空探测、测量地球降雨、地球资源观测及轨道中继通信等各类航天任务中。由于受运载工具整流罩空间的限制，天线必须具备折叠展开性能，因此大口径可展开天线成为空间天线的最佳选择。传统的抛物柱面反射器天线由金属或金属化的抛物面反射表面构成，由支持构件来支撑，结构整体尺寸与质量较大，无法实现大型化和轻量化。采用展开形式的抛物柱面反射器天线多为充气展开式或构架网面式。其中，充气式天线通过充气展开成抛物柱面天线，虽然降低了收纳体积和质量，但精度往往不如网状天线精度高，且稳定性也存在一定的问题。而构架网面式天线虽然具有较高的精度，但由于其模块较多，导致天线面密度较大，收纳比较小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺性好，能实现大型化和轻量化，具有较高的形面精度和较小的收拢体积和面密度的基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线。本专利技术的技术方案是：.一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：包括横向展开机构、纵向连接机构、网面支撑索以及金属丝网，纵向连接机构用于连接横向展开机构，并与横向展开机构一起构成抛物柱面天线的骨架；网面支撑索交错的设置在横向展开机构和纵向连接机构之上，与金属丝网形成所需的抛物柱面形状；金属丝网固定在网面支撑索上，网面支撑索支撑金属丝网使横向展开机构形成抛物面形状，同步滑块向下滑动，带动铰接肋展开单元与铰接肋连接单元同步向下展开，从而带动抛物柱面天线展开；反之，同步滑块向上滑动，带动铰接肋展开单元与铰接肋连接单元同步向上展开，从而带动抛物柱面天线收拢。所述的横向展开机构包括5组铰接肋展开单元，铰接肋展开单元是以中心杆为轴的对称结构。所述的铰接肋展开单元包括：中心杆、同步滑块、五向接头、左右2个第一支撑杆、左右2个第二支撑杆、左右2个第一运动连杆、左右2个第二运动连杆，同步滑块套接在中心杆中部，五向接头连接在中心杆底部；五向接头的结构，包括前、后、左、右和中间接头，其中左接头和右接头连接分别连接一个第三异层非杆端接头，左右第三异层非杆端接头分别连接左右第一支撑杆和左右第二运动连杆，左右第二运动连杆另一端分别与同步滑块两端连接；左右2个第二运动连杆中间由第二异层非杆端接头分开，左右第二异层非杆端接头分别连接左右第一运动连杆，左右第一运动连杆和左右2个第一支撑杆平行，左右2个第一支撑杆分别通过同层非杆端接头采用销轴连接第二支撑杆；左右2个第一支撑杆分别通过同层非杆端接头采用销轴连接第一运动连杆另一端通过第一异层非杆端接头连接第二支撑杆一个顶部。所述的纵向连接机构有4组，每组纵向连接机构由两个铰接肋连接单元连接组成，所述的两个铰接肋连接单元为对称结构，包括：纵向第一同层杆端铰接头和纵向第二同层杆端铰接头，左右纵向第一运动连杆、左右纵向第二运动连杆和左右纵向第三运动连杆、左右支撑杆及4个铰接接头连接构成；纵向第一同层杆端铰接头与左右纵向第三运动连杆中部连接；纵向第二同层杆端铰接头与左右纵向第三运动连杆端部连接，使左右纵向第三运动连杆形成三角形；左右纵向第三运动连杆另一端分别通过异层非杆端接头连接左右纵向第二运动连杆；第二运动连杆另一端通过同层非杆端接头连接左右纵向第一运动连杆的中部，纵向第一同层杆端铰接头同时连接左右支撑杆，左右支撑杆通过异层非杆端接头连接连接左右纵向第一运动连杆端部，左右支撑杆和左右纵向第二运动连杆形成平行结构。所述的同步滑块带有四个连接接头，同步滑块的左侧连接接头、右侧连接接头与横向展开机构中的铰接肋展开单元通过异层杆端接头采用销轴连接；同步滑块的前侧连接接头、右侧连接接头与纵向连接机构中的铰接肋连接单元通过异层杆端接头采用销轴连接；同步滑块沿中心杆做直线滑动，在驱动源的作用下，完成天线的展开。所述的五向接头采用一体结构，五向接头的上侧接点与中心杆采用轴孔连接；五向接头的左侧节点、右侧节点与横向展开机构中的铰接肋展开单元通过同层杆端接头采用销轴连接；五向接头的前侧节点、后侧节点与纵向连接机构中的铰接肋展开单元通过同层杆端接头采用销轴连接。所述的网面支撑索：包括横索、纵索和竖向调整索，网面支撑索用于形成抛物柱面形状支撑金属丝网；每个铰接肋展开单元的两端处均有短杆，短杆处开有小孔，以便柔索穿过，短杆与横索和纵索固定连接；每根纵索连接在相邻铰接肋展开单元上对应的柔索连接点之间；每根竖向调整索连接在铰接肋展开单元与横索之间，用于保证抛物面的基本形状。本专利技术的网状抛物柱面天线采用沿两个方向同时展开的结构形式，利用铰接肋结构与同步滑块，以实现天线有较大的展开口径。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1.本专利技术采用铰接肋单元，可实现两个方向的收拢展开，相比于由金属或金属化的抛物面反射器和构架式网面天线，具有较小的收纳体积和质量。2.本专利技术具有调整索功能，通过对柔索的调节，可以使网面保持在较理想的位置。同时通过在铰接肋单元上的短杆，可以形成并保持一个精度较高的抛物面，相比于充气形成的抛物面有较高的精度。附图说明下面结合附图，对本专利技术作进一步的描述：图1是本专利技术的整体展开结构示意图；图2是本专利技术中的横向展开机构的结构示意图；图3是本专利技术中的铰接肋展开单元的结构示意图；图4是本专利技术中的横向展开机构的结构示意图；图5是本专利技术中的同步滑块连接关系示意图；图6是本专利技术中的五向接头连接关系示意图；图7是本专利技术中的各类接头的结构示意图；图8是本专利技术中的网面支撑索结构示意图；图9是本专利技术中的抛物柱面天线收拢结构示意图。图中，1、横向展开机构；2、纵向连接机构；3、网面支撑索；4、金属丝网。具体实施方式参照图1，一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，包括横向展开机构1、纵向连接机构2、网面支撑索3以及金属丝网4，纵向连接机构2用于连接横向展开机构1，并与横向展开机构1一起构成抛物柱面天线的骨架；网面支撑索3交错的设置在横向展开机构1和纵向连接机构2之上，与金属丝网4形成所需的抛物柱面形状；金属丝网4固定在网面支撑索3上，网面支撑索3支撑金属丝网4使横向展开机构1形成抛物面形状。参照图2、图3和图8所示，横向展开机构1包括5组铰接肋展开单元11（见图8），铰接肋展开单元11是以中心杆12为轴的对称结构。参照图2、图3每个铰接肋展开单元11包括：中心杆12、同步滑块13、五向接头14、左右2个第一支撑杆111、左右2个第二支撑杆112、左右2个第一运动连杆113、左右2个第二运动连杆114，同步滑块13套接在中心杆12中部，五向接头14连接在中心杆12底部；五向接头14的结构如图6所示，包括前、后、左、右和中间接头，其中左接头和右接头连接分别连接一个第三异层非杆端接头1154，左右第三异层非杆端接头1154分别连接左右第一支撑杆111和左右第二运动连杆114，左右第二运动连杆114另一端分别与同步滑块13两端连接；左右2个第二运动连杆114中间由第二异层非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：包括横向展开机构（1）、纵向连接机构（2）、网面支撑索（3）以及金属丝网（4），纵向连接机构（2）用于连接横向展开机构（1），并与横向展开机构（1）一起构成抛物柱面天线的骨架；网面支撑索（3）交错的设置在横向展开机构（1）和纵向连接机构（2）之上，与金属丝网（4）形成所需的抛物柱面形状；金属丝网（4）固定在网面支撑索（3）上，网面支撑索（3）支撑金属丝网（4）使横向展开机构（1）形成抛物面形状，同步滑块（13）向下滑动，带动铰接肋展开单元（11）与铰接肋连接单元（21）同步向下展开，从而带动抛物柱面天线展开；反之，同步滑块（13）向上滑动，带动铰接肋展开单元（11）与铰接肋连接单元（21）同步向上展开，从而带动抛物柱面天线收拢。

【技术特征摘要】
1.一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：包括横向展开机构（1）、纵向连接机构（2）、网面支撑索（3）以及金属丝网（4），纵向连接机构（2）用于连接横向展开机构（1），并与横向展开机构（1）一起构成抛物柱面天线的骨架；网面支撑索（3）交错的设置在横向展开机构（1）和纵向连接机构（2）之上，与金属丝网（4）形成所需的抛物柱面形状；金属丝网（4）固定在网面支撑索（3）上，网面支撑索（3）支撑金属丝网（4）使横向展开机构（1）形成抛物面形状，同步滑块（13）向下滑动，带动铰接肋展开单元（11）与铰接肋连接单元（21）同步向下展开，从而带动抛物柱面天线展开；反之，同步滑块（13）向上滑动，带动铰接肋展开单元（11）与铰接肋连接单元（21）同步向上展开，从而带动抛物柱面天线收拢。2.根据权利要求1所述的一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：所述的横向展开机构（1）包括5组铰接肋展开单元（11），铰接肋展开单元（11）是以中心杆（12）为轴的对称结构。3.根据权利要求1所述的一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：所述的铰接肋展开单元（11）包括：中心杆（12）、同步滑块（13）、五向接头（14）、左右2个第一支撑杆（111）、左右2个第二支撑杆（112）、左右2个第一运动连杆（113）、左右2个第二运动连杆（114），同步滑块（13）套接在中心杆（12）中部，五向接头（14）连接在中心杆（12）底部；五向接头（14）的结构，包括前、后、左、右和中间接头，其中左接头和右接头连接分别连接一个第三异层非杆端接头（1154），左右第三异层非杆端接头（1154）分别连接左右第一支撑杆（111）和左右第二运动连杆（114），左右第二运动连杆（114）另一端分别与同步滑块（13）两端连接；左右2个第二运动连杆（114）中间由第二异层非杆端接头（1153）分开，左右第二异层非杆端接头（1153）分别连接左右第一运动连杆（113），左右第一运动连杆（113）和左右2个第一支撑杆（111）平行，左右2个第一支撑杆（111）分别通过同层非杆端接头（1151）采用销轴连接第二支撑杆（112）；左右2个第一支撑杆（111）分别通过同层非杆端接头（1151）采用销轴连接第一运动连杆（113）另一端通过第一异层非杆端接头（1152）连接第二支撑杆（112）一个顶部。4.根据权利要求1所述的一种基于铰接肋结构的可展开抛物柱面天线，其特征是：所述的纵向连接机构（2）有4组，每组纵向连接机构（2）由两个铰接肋连接单元（21）连接组成，所述的两个铰接肋连接单元（21）为对称结构，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺吉，张树新，段宝岩，叶靖，谷永振，钟旺，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61