本发明专利技术提供一种星载柔性射频激光一体化通信天线，包括中空的射频反射系统，设置在射频反射系统中空处的射频激光主镜系统，设置在射频激光主镜系统上方的射频激光次镜系统，设置在射频激光主镜系统后部的用于将射频和激光分离的射频激光路径分离镜和用于将射频反射系统展开收紧的固定系统，还包括设置在射频激光路径分离镜两侧的射频馈源和激光收发单元。本发明专利技术是为了解决星载射频激光一体化通信天线的问题，针对卫星及深空射频和激光一体化通信需求，提供了一种星载柔性射频激光一体化通信天线，在实现射频和激光一体化发射和接收的同时，具有结构紧凑、可展开、体积小、重量轻、可靠性高、激光射频传输效率高等特点。激光射频传输效率高等特点。激光射频传输效率高等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种星载柔性射频激光一体化通信天线
[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及一种星载柔性射频激光一体化通信天线。
技术介绍
[0002]随着航天及深空探测任务多样化的发展，对卫星及深空通信载荷提出了高速化、轻量化、小型化、综合化和集成化的应用需求。对于卫星及深空通信应用，虽然射频通信难以满足未来深空探测任务对高速数据回传需求，但是射频通信链路的可靠性和可通率却很高，因此射频通信仍将是卫星及深空探测的主用通信手段。激光通信具有通信速率高、方向性强以及载荷体积小、重量轻、功耗低等特点，可满足未来卫星及深空探测活动对高速通信、超远距离传输等需求，在未来的卫星及深空探测领域具有良好的应用前景。兼顾卫星及深空通信链路的高可靠性和高速率化应用需求，可以预见，未来卫星及深空射频通信和激光通信将相辅相成、融合发展。
[0003]受空间搭载条件的限制，卫星及深空飞行平台对通信载荷的集成化和综合化的需求愈加明显，以进一步降低通信载荷对飞行平台的搭载资源需求。因此，将射频通信载荷和激光通信载荷整合为一体化通信载荷成为提高卫星及深空通信链路可靠性、改善卫星及深空通信系统兼容性、提升卫星及深空通信品质、节约卫星及深空飞行平台资源的一种有效解决途径。在卫星及深空射频和激光一体化通信系统中，射频和激光一体化天线的设计至关重要。
[0004]现有技术中，2016年11月15日申请的公开号为CN106571511A的中国专利介绍了一种轻型可折叠射频和激光混合薄膜通信天线。该技术实现了射频和激光的共用天线设计。但是该天线的馈源放置在射频主反射面的焦点位置即光学天线的次镜背面，馈源装置的结构将额外增加光学系统中心遮拦所引起的损失，因此降低了光学天线的利用率。同时，该技术通过连接杆在连接轴上的滑动实现射频反射面的折叠和展开状态，七个连接杆不仅增加了天线的整体质量，而且通过连接杆连接支撑肋和连接轴的方式降低了天线的可靠性，不利于星载应用。现有技术中，2018年4月11日申请的公开号为CN108565559A的中国专利介绍了一种激光/毫米波复合通信用共轴共形天线。该技术虽然实现了射频和激光的共用天线设计，但是其激光/毫米波共用的主镜采用微晶材料，无法实现折叠或收拢，无法同时满足火箭运载时的小包络要求和星载通信对大口径增益的需求，不适用于星载应用。现有技术中，2018年5月2日申请的公开号为CN110445545A的中国专利介绍了一种用于激光微波复合通信的共轴可展天线。该技术的馈源也放置在射频主反射面的焦点位置，馈源装置的结构将增加光学系统中心遮拦所引起的损失，且次镜支撑架采用桁架结构，也会额外大幅降低光学天线的利用率。因此，现有技术没有彻底解决星载射频激光一体化通信天线的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术是为了解决星载射频激光一体化通信天线的问题，针对卫星及深空射频和激光一体化通信需求，提供了一种星载柔性射频激光一体化通信天线，在实现射频和激光
一体化发射和接收的同时，具有结构紧凑、可展开、体积小、重量轻、可靠性高、激光射频传输效率高等特点。
[0006]本专利技术提供一种星载柔性射频激光一体化通信天线，包括中空的射频反射系统，设置在射频反射系统中空处的射频激光主镜系统，设置在射频激光主镜系统上方的射频激光次镜系统，设置在射频激光主镜系统后部的用于将射频和激光分离的射频激光路径分离镜和与射频反射系统相连用于将射频反射系统展开收紧的固定系统；
[0007]射频反射系统包括柔性射频主反射面和设置在柔性射频主反射面背部起支撑作用的背部支撑肋；
[0008]主镜系统包括主镜室和固定在主镜室上部的射频激光复用主镜；
[0009]射频激光次镜系统包括固定在主镜室上端用于控制主镜系统与射频激光次镜系统间距的次镜支撑架，固定在次镜支撑架顶部的次镜固定结构和固定在次镜固定结构下部的射频激光共用次镜；
[0010]固定系统包括固定在柔性射频主反射面外边缘用于将柔性射频主反射面收紧的锁定绳索结构和固定在柔性射频主反射面与主镜室交接处用于将柔性射频主反射面在展开状态锁紧的支撑肋锁紧结构。
[0011]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，还包括设置在射频激光路径分离镜两侧的射频馈源和激光收发单元。
[0012]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，柔性射频主反射面为能够展开和收紧的金属网状结构；柔性射频主反射面与背部支撑肋胶接固定；背部支撑肋为变截面中空梁式结构的高模量碳纤维。
[0013]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，射频激光复用主镜为与射频反射系统展开状态曲面一致的抛物面，射频激光共用次镜为双曲面，射频激光复用主镜和射频激光共用次镜均为表面依次镀金属膜和介质膜的光学玻璃；射频激光路径分离镜是表面镀有高反射率介质膜的光学玻璃。
[0014]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，主镜室为外环设置有不少于一组用于固定背部支撑肋底端的固定环的圆形，固定环上端设置有连接次镜支撑架的孔位。
[0015]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，固定环的数量为8～12。
[0016]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，次镜支撑架为四翼梁结构，次镜支撑架材质为殷钢；
[0017]次镜固定结构上设置有用于射频激光共用次镜位置微调的微调装置。
[0018]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，锁定绳索结构包括固定在背部支撑肋背部外边缘两侧的绳索连接孔、设置在绳索连接孔内部的阻尼器和形状大小与绳索连接孔对应的锁定绳索。
[0019]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，在背部支撑肋外边缘还设置用于一体化通信天线自解锁的切割装置。
[0020]本专利技术所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，作为优选方式，支撑肋锁紧结构为环形锁紧铰链。
[0021]火箭发射阶段，星载柔性射频激光一体化通信天线处于收拢状态。此时，柔性射频主反射面与背部支撑肋采用胶接的方式连接，锁定绳索结构与背部支撑肋上端连接口处于收紧状态。
[0022]在轨工作阶段，星载柔性射频激光一体化通信天线处于展开状态。通过控制阻尼大小，实现对展开速度的控制。展开后，背部支撑肋处于平展状态，背部支撑肋通过支撑肋锁紧结构与主镜室锁紧，使柔性射频反射面与射频激光复用主镜的面形完全吻合，形成一个全口径的射频主反射面。当射频信号通过天线时，能够完全通过全口径的主反射面进入到射频激光共用次镜；同理，激光信号也能通过射频激光复用主镜进入到射频激光共用次镜。激光和射频信号由射频激光共用次镜反射通过射频激光复用主镜的中心孔，后端有一个射频激光路径分离镜，将射频信号和激光信号分离，并分别进入各自的后端信号处理系统，即射频馈源、激光收发单元。
[0023]射频激光共用主镜固定在主镜室上，其中射频激光复用主镜与展开状态下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种星载柔性射频激光一体化通信天线，其特征在于：包括中空的射频反射系统(1)，设置在所述射频反射系统(1)中空处的射频激光主镜系统(2)，设置在所述射频激光主镜系统(2)上方的射频激光次镜系统(3)，设置在所述射频激光主镜系统(2)后部用于将射频和激光分离的射频激光路径分离镜(4)和与所述射频反射系统(1)相连用于将所述射频反射系统(1)展开收紧的固定系统(5)；所述射频反射系统(1)包括柔性射频主反射面(11)和设置在所述柔性射频主反射面(11)背部起支撑作用的背部支撑肋(12)；所述主镜系统(2)包括主镜室(21)和固定在所述主镜室(21)上部的射频激光复用主镜(22)；所述射频激光次镜系统(3)包括固定在所述主镜室(21)上端用于控制所述主镜系统(2)与所述射频激光次镜系统(3)间距的次镜支撑架(31)，固定在所述次镜支撑架(31)顶部的次镜固定结构(32)和固定在次镜固定结构(32)下部的射频激光共用次镜(33)；所述固定系统(5)包括固定在所述柔性射频主反射面(11)外边缘用于将所述柔性射频主反射面(11)收紧的锁定绳索结构(51)和固定在所述柔性射频主反射面(11)与所述主镜室(21)交接处用于将所述柔性射频主反射面(11)在展开状态锁紧的支撑肋锁紧结构(52)。2.根据权利要求1所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，其特征在于：还包括设置在所述射频激光路径分离镜(4)两侧的射频馈源(6)和激光收发单元(7)。3.根据权利要求1所述的一种星载柔性射频激光一体化通信天线，其特征在于：所述柔性射频主反射面(11)为能够展开和收紧的金属网状结构；所述柔性射频主反射面(11)与所述背部支撑肋(12)胶接固定；所述背部支撑肋(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴合龙，刘向南，刘越东，赵卓，衡楠，李晓亮，谌明，
申请(专利权)人：航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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