一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，包括同轴设置的金属丝网反射面、穹顶式反射面支撑系统、周边可展开桁架；周边可展开桁架包括环形的主杆，主杆上设置有多个首尾相连的桁架单元；穹顶式反射面支撑系统最外圈索边界固接在周边可展开桁架上，穹顶式反射面支撑系统包括内圈压杆圆环，内圈压杆圆环圆周外侧连接有多个径向肋单元，径向肋单元位于内圈压杆圆环的径向方向，径向肋单元之间通过环索连接；金属丝网反射面覆盖在穹顶式反射面支撑系统上形成抛物面结构，金属丝网反射面呈花瓣状，且金属丝网反射面为网格结构。本发明专利技术结合金属丝网与可展开桁架结构，共同组成可展开天线结构，满足了高收纳比、轻质量和大口径的需求。口径的需求。口径的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线


[0001]本专利技术属于星载可展开天线
，涉及一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线。

技术介绍

[0002]空间可展开天线是航天器的重要组成部分，广泛运用于通信、国防、深空探测、导航等领域。随着空间技术的不断发展且受制于运载火箭的承载能力，星载可展开天线向着高精度、大口径、高收纳比、轻质量方向发展。质量更轻、收纳体积更小的可展开天线能够有效节约航天器的发射成本。
[0003]现有的星载可展开网状天线的反射面支撑结构一般是由双层背向索网组成，这导致在设计周边桁架时需要设计更高的展开高度来满足双层背向索网的展开高度和体积，这无异于增加了整体天线在收纳时的质量和体积，加重了运载火箭的负担。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，结合金属丝网与可展开桁架结构，共同组成可展开天线结构，满足了高收纳比、轻质量和大口径的需求。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，包括同轴设置的金属丝网反射面、穹顶式反射面支撑系统、周边可展开桁架；
[0006]周边可展开桁架包括环形的主杆，主杆上设置有多个首尾相连的桁架单元；
[0007]穹顶式反射面支撑系统最外圈索边界固接在周边可展开桁架上，穹顶式反射面支撑系统包括内圈压杆圆环，内圈压杆圆环的圆周外侧连接有多个径向肋单元，径向肋单元位于内圈压杆圆环的径向方向，径向肋单元之间通过环索连接；
[0008]金属丝网反射面覆盖在穹顶式反射面支撑系统上形成抛物面结构，金属丝网反射面呈花瓣状，且金属丝网反射面为网格结构。
[0009]本专利技术的特点还在于，
[0010]内圈压杆圆环包括多根平行且呈圆周分布的内圈杆，所有内圈杆顶端通过索串连，所有内圈杆底端也通过索串连；
[0011]径向肋单元包括与内圈杆底端依次连接且位于同一直线的多段背向索，背向索位于内圈杆底端所围成圆环的径向方向，每段背向索远离内圈杆一端上设置有压杆，压杆底端与背向索固定连接，且压杆与背向索垂直设置，同一径向肋单元中的相邻两压杆通过斜向索连接，且内圈杆顶端与距离内圈杆最近的压杆底端也通过斜向索连接。
[0012]同一径向肋单元中的相邻两压杆中，较为靠近内圈压杆圆环的压杆顶端与斜向索一端连接，较为远离内圈压杆圆环的压杆底端与斜向索另一端连接。
[0013]同一径向肋单元中相邻两压杆之间的距离由内圈压杆圆环向外递增，且同一径向肋单元中压杆长度由内圈压杆圆环向外递增，所有径向肋单元中压杆顶端落在同一抛物面上，所有径向肋单元中位于同一圆周上的压杆顶端通过一环索串连。
[0014]桁架单元包括与主杆连接的可伸缩下套杆，还包括以可伸缩下套杆为轴呈轴对称结构的左半单元和右半单元，左半单元包括依次连接的可伸缩上套杆、上副杆、连杆和下副杆，可伸缩上套杆两端分别与上副杆一端、主杆铰接，上副杆另一端与主杆铰接，可伸缩下套杆两端分别与主杆、下副杆一端铰接，连杆一端铰接在上副杆中部，下副杆另一端与连杆另一端铰接，下副杆的三分之一长度处与主杆铰接，可伸缩上套杆和可伸缩下套杆分别位于主杆上下两侧，且可伸缩上套杆和可伸缩下套杆均与压杆平行，相邻两桁架单元中左半单元的上副杆与右半单元的上副杆铰接，铰接的两上副杆连接的可伸缩上套杆为同一可伸缩上套杆，且铰接的两上副杆与可伸缩上套杆的铰接位置为同一铰接点。
[0015]周边可展开桁架设置有驱动索，驱动索逐个经过桁架单元，每个桁架单元的左半单元中可伸缩上套杆分别与主杆、上副杆的连接位置、上副杆与主杆的连接位置、可伸缩下套杆分别与主杆、下副杆的连接位置均设置有定滑轮，右半单元中可伸缩上套杆分别与主杆、上副杆的连接位置、上副杆与主杆的连接位置、下副杆与主杆的连接位置均设置有定滑轮，驱动索从上副杆内部穿过且依次绕过桁架单元的所有定滑轮，驱动索在每个桁架单元中的设置方式相同，驱动索两端与电机相连。
[0016]金属丝网反射面中心开设有与内圈压杆圆环匹配的中心开口，中心开口处与内圈杆顶端固定连接，金属丝网反射面的网格以中心开口为中心呈放射状分布，网格大小由中心开口向金属丝网反射面外边缘递增，网格为等腰梯形，等腰梯形网格的上下两底边分别固定在相邻的两环索上。
[0017]金属丝网反射面外边缘设置有张拉索，张拉索沿金属丝网反射面外边缘轮廓呈多个V字形依次连接布置，张拉索的V字形连接点固定在周边可展开桁架的两上副杆连接处。
[0018]每个径向肋单元中的压杆数量为Q，Q即为穹顶式反射面支撑系统中压杆形成的环数，径向肋单元的个数N，Q和N根据金属丝网反射面的型面精度RMS和穹顶式反射面支撑系统的整体质量M选取，具体通过以下步骤得到：
[0019]步骤1、对于给定的可展开网状天线设计参数：口径D、焦距f、焦径比f/D、型面精度RMS和质量M，分别计算不同的环数Q和肋数N下的金属丝网反射面的型面精度，选取符合设计要求的型面精度RMS所对应的环数Q和肋数N；
[0020]步骤2、分别计算步骤1选取的环数Q和肋数N下的穹顶式反射面支撑系统的整体质量，选取符合设计要求的整体质量M所对应的环数Q和肋数N，即为可展开网状天线中径向肋单元中的压杆数量Q和径向肋单元的个数N。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1)本专利技术基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线的穹顶式反射面支撑系统是由大量的索和少量的杆组成的内力平衡结构，可有效减少可展开天线的质量和收纳体积，由张拉整体结构与周边可展开桁架组成的内力平衡结构将是未来大型星载可展开天线的理想选择。
[0023]2)本专利技术在张拉整体结构中选取了单层穹顶式反射面支撑结构替代传统的双层背向索网反射面支撑结构的设计方案，使设计的周边可展开桁架边界只需要一圈挂点，可展开桁架的收纳比更高，收拢体积和质量更小。
[0024]3)穹顶式反射面支撑系统在不受预张力作用下处于松弛状态，在周边可展开桁架展开后为该系统提供预张力并产生结构刚度，这使得基于穹顶式张拉整体结构设计的网状
可展开天线在工作时具有良好的结构刚度。
[0025]4)本专利技术基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线可用于大型天线的设计中。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线的穹顶式反射面支撑系统结构示意图；
[0028]图3是图2中A处的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线的可展开桁架结构示意图；
[0030]图5是本专利技术的桁架单元的穿索方式示意图；
[0031]图6是本专利技术的桁架单元的收拢过程示意图；
[0032]图7是本专利技术一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线的金属丝网反射面结构示意图；
[0033]图8是本专利技术一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，其特征在于，包括同轴设置的金属丝网反射面(1)、穹顶式反射面支撑系统(2)、周边可展开桁架(3)；所述周边可展开桁架(3)包括环形的主杆(10)，所述主杆(10)上设置有多个首尾相连的桁架单元；所述穹顶式反射面支撑系统(2)最外圈索边界固接在周边可展开桁架(3)上，所述穹顶式反射面支撑系统(2)包括内圈压杆圆环(4)，所述内圈压杆圆环(4)的圆周外侧连接有多个径向肋单元，所述径向肋单元位于内圈压杆圆环(4)的径向方向，所述径向肋单元之间通过环索(7)连接；所述金属丝网反射面(1)覆盖在穹顶式反射面支撑系统(2)上形成抛物面结构，所述金属丝网反射面(1)呈花瓣状，且所述金属丝网反射面(1)为网格结构。2.根据权利要求1所述的一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，其特征在于，所述内圈压杆圆环(4)包括多根平行且呈圆周分布的内圈杆，所有所述内圈杆顶端通过索串连，所有所述内圈杆底端也通过索串连；所述径向肋单元包括与内圈杆底端依次连接且位于同一直线的多段背向索(6)，所述背向索(6)位于内圈杆底端所围成圆环的径向方向，每段所述背向索(6)远离内圈杆一端上设置有压杆(5)，所述压杆(5)底端与背向索(6)固定连接，且所述压杆(5)与背向索(6)垂直设置，同一所述径向肋单元中的相邻两压杆(5)通过斜向索(8)连接，且所述内圈杆顶端与距离内圈杆最近的压杆(5)底端也通过斜向索(8)连接。3.根据权利要求2所述的一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，其特征在于，同一所述径向肋单元中的相邻两压杆(5)中，较为靠近内圈压杆圆环(4)的压杆(5)顶端与所述斜向索(8)一端连接，较为远离内圈压杆圆环(4)的压杆(5)底端与所述斜向索(8)另一端连接。4.根据权利要求2所述的一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，其特征在于，同一所述径向肋单元中相邻两压杆(5)之间的距离由内圈压杆圆环(4)向外递增，且同一所述径向肋单元中压杆(5)长度由内圈压杆圆环(4)向外递增，所有所述径向肋单元中压杆(5)顶端落在同一抛物面上，所有所述径向肋单元中位于同一圆周上的压杆(5)顶端通过一环索(7)串连。5.根据权利要求2所述的一种基于穹顶式张拉整体的可展开网状天线，其特征在于，所述桁架单元包括与主杆(10)连接的可伸缩下套杆(12)，还包括以可伸缩下套杆(12)为轴呈轴对称结构的左半单元和右半单元，左半单元包括依次连接的可伸缩上套杆(9)、上副杆(14)、连杆(13)和下副杆(11)，可伸缩上套杆(9)两端分别与上副杆(14)一端、主杆10铰接，上副杆(14)另一端与主杆(10)铰接，可伸缩下套杆(12)两端分别与主杆(10)、下副杆(11)一端铰接，连杆(13)一端铰接在上副杆(14)中部，下副杆(11)另一端与连杆(13)另一端铰接，下副杆(11)的三分之一长度处与主杆10铰接，可伸缩上套杆(9)和可伸缩下套杆(12)分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘顺畅，张逸群，蔡建国，李萌，孔令兵，张瑞祥，孙梓涵，丁延康，曹鹏，全奕多，何永喜，熊吉川，杨建利，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：