一种高收纳比圆极化天线制造技术

本发明专利技术涉及一种高收纳比圆极化天线，由振子压紧释放组件、极化器及供电遥测组件、振子组件、底板、微动开关、直流连接器和射频连接器组成。天线在收拢和展开状态下，通过反馈微动开关通断状态的遥测信号向整星反馈天线状态信息。天线通过振子压紧释放组件实现天线振子组件的高收纳比折叠，并通过弹性元件实现无电机展开；极化器及供电遥测组件实现对振子压紧释放组件的供电，并反馈振子组件的收拢和展开状态遥测信号；当振子组件展开时，通过极化器分别实现左、右旋圆极化辐射特性。整个天线设计新颖，结构稳定、可靠，具有高收纳比、双圆极化的特点，且具有很好的环境适应性。且具有很好的环境适应性。且具有很好的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种高收纳比圆极化天线


[0001]本专利技术涉及天线
，特别是一种高收纳比、双圆极化天线。

技术介绍

[0002]随着航天器技术的发展，特别商业航天概念的提出，微纳卫星、立方星等卫星形式应用日趋广泛。微纳卫星因为重量和体积的制约对天线的小型化和轻量化提出了极高的要求，传统星载天线无法满足微纳卫星的发展需要。传统星载天线的物理尺寸由工作频率以及增益大小决定，当天线频率较低、增益较大时，通常会造成天线尺寸和重量较大的问题，无法适用于微纳卫星等小卫星平台。20世纪60年代后期，随着航天技术的发展，一种具有可收拢和折展的天线技术迅速发展，被各国广泛应用在航天领域。天线在发射前需要依据安装要求收拢到最小尺寸，待卫星入轨后，经过控制指令使得天线按照设计要求逐步展开，并且在天线完全展开之后自锁并保持为工作状态。
[0003]针对常见的6U立方星V/UHF频段测控要求，天线工作频率较低造成天线尺寸包络较大，并且需要增大天线辐射口径实现高增益辐射特性，亟待需要设计一款高收纳比天线，满足维纳卫星对于小型化、低剖面、高增益、双圆极化的天线。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题
[0005]针对目前小卫星所用天线造成卫星包络尺寸过大的问题，本专利技术提供一种高收纳比圆极化天线。该天线具有两种圆极化辐射模式，通过振子组件的可折展设计实现天线的高收纳比折叠，并通过弹性元件实现无电机展开；展开后的振子组件与极化器构成两组相位关系，可同时实现左、右旋圆极化辐射特性。整个天线设计新颖、结构稳定、可靠，且具有很好的环境适应性。
[0006]技术方案
[0007]一种高收纳比可展开圆极化天线，其特征在于包括底板、极化器及供电遥测组件、振子压紧释放组件、振子组件、微动开关、直流连接器和射频连接器；所述底板为各组件安装基座并提供外接安装孔；所述极化器及供电遥测组件采用印制电路板实现，实现圆极化馈电、微动开关通断的信号反馈功能；其中，极化器产生两组幅度相等，相位关系依次为(0
°
，90
°
，180
°
，270
°
)和(0
°
，
‑
90
°
，
‑
180
°
，
‑
270
°
)射频激励信号，通过对振子组件进行馈电，可实现两种圆极化辐射模式；天线在收拢状态下，振子组件通过振子压紧释放组件固定；通电解锁后，振子组件通过振子压紧释放组件展开，构成四支振子单元；所述微动开关为一种通过端口通断表征电压信号的开关，表贴于极化器及供电遥测组件的印制电路板上，当振子组件处于收拢状态时，微动开关处于压紧状态；当振子组件处于展开状态时，微动开关处于打开状态；所述直流连接器为一种矩形连接器，反馈微动开关的电压遥测信号，判别振子组件的收拢和展开状态；所述射频连接器实现对振子组件的四处可展开振子单元进行激励，产生左、右旋圆极化辐射特性。
[0008]本专利技术进一步的技术方案：所述底板为中空结构，并采用星体截面共形设计，使天线可作为立方星堆叠结构的一部分而不影响整星表面其余载荷的安装。
[0009]本专利技术进一步的技术方案：所述的振子组件包括铰链支座、扭簧、转轴、介质座、馈线组件、振子、卡簧、接线套、IPEX连接器，振子穿过接线套后插入介质座；介质座根部为带孔圆弧结构，与铰链支座、扭簧、卡簧及转轴形成铰链结构，扭簧为振子展开提供动力；振子组件通过铰链支座安装至底板，馈线组件固定至接线套，将极化器及供电遥测组件的极化器端口与振子连接，馈线组件采用IPEX连接器与极化器及供电遥测组件的高频电路连接。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述的振子压紧释放组件包括张紧螺钉、熔断电阻、绑扎绳、约束块、压簧，所述振子压紧释放组件采用绑扎绳缠绕熔断电阻后将振子水平向固定至约束块侧面半圆槽内，并通过张紧螺钉将绑扎绳拉紧；压簧可将约束块的侧向两处半圆形凹槽与振子组件在折叠状态下始终处于贴合状态。
[0011]本专利技术进一步的技术方案：所述铰链支座为两种不同弯曲度的外伸形结构，使振子可上下排列在底板侧壁。
[0012]本专利技术进一步的技术方案：所述转轴采用中空结构，馈线组件由内部穿过，避免展开过程中馈线组件出现受力或存在干涉。
[0013]本专利技术进一步的技术方案：所述熔断电阻采用金属膜色环电阻。
[0014]本专利技术进一步的技术方案：所述绑扎绳采用抗蠕变性能良好的大力马绳。
[0015]本专利技术进一步的技术方案：所述直流连接器为两组8芯表贴型矩形连接器，两组连接器互为备份，对角线布置于极化器及供电遥测组件的印制电路板上。
[0016]本专利技术进一步的技术方案：所述射频连接器为两组MCX连接器，两组连接器互为备份，对应极化方式相反，对角线布置于极化器及供电遥测组件的印制电路板上。
[0017]有益效果
[0018]本专利技术提出的一种高收纳比圆极化天线，由振子压紧释放组件、极化器及供电遥测组件、振子组件、底板、微动开关、直流连接器和射频连接器组成。该高收纳比圆极化天线(以下简称“天线”)分别对应收拢和展开两种状态。天线在收拢状态下，振子组件通过锁紧绳及卡槽固定；通电解锁后，振子组件通过弹性元件有序展开，构成四支振子单元。极化器产生两组幅度相等，相位关系依次为(0
°
，90
°
，180
°
，270
°
)和(0
°
，
‑
90
°
，
‑
180
°
，
‑
270
°
)射频激励信号，并分别对振子组件构成的四支振子单元进行馈电，分别形成两种圆极化辐射模式。天线在收拢和展开状态下，通过反馈微动开关通断状态的遥测信号向整星反馈天线状态信息。天线通过振子压紧释放组件实现天线振子组件的高收纳比折叠，并通过弹性元件实现无电机展开；极化器及供电遥测组件实现对振子压紧释放组件的供电，并反馈振子组件的收拢和展开状态遥测信号；当振子组件展开时，通过极化器分别实现左、右旋圆极化辐射特性。整个天线设计新颖，结构稳定、可靠，具有高收纳比、双圆极化的特点，且具有很好的环境适应性。本专利技术所述天线的有益效果是：
[0019]1、本专利技术通过可折展设计，实现1:47高收纳比；
[0020]2、本专利技术具有左、右旋圆极化辐射模式及球形辐射方向图；
[0021]3、本专利技术采用与整星截面共形设计，使天线可作为立方星堆叠结构的一部分而不影响整星表面其余载荷的安装；
[0022]4、本专利技术的天线展开形式为从星体侧壁向整星周向展开，展开路径不与星体表面
其余设备干涉；
[0023]5、本专利技术展开动力为弹性元件的弹性势能，止动结构为机械限位，锁紧方式为残余弹性势能，收拢及展开过程无需卫星控制；
[0024]6、本专利技术的高频馈电电路、天线展开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高收纳比可展开圆极化天线，其特征在于包括底板(1)、极化器及供电遥测组件(2)、振子压紧释放组件(3)、振子组件(4)、微动开关(5)、直流连接器(6)和射频连接器(7)；所述底板(1)为各组件安装基座并提供外接安装孔；所述极化器及供电遥测组件(2)采用印制电路板实现，实现圆极化馈电、微动开关(5)通断的信号反馈功能；其中，极化器产生两组幅度相等，相位关系依次为(0
°
，90
°
，180
°
，270
°
)和(0
°
，
‑
90
°
，
‑
180
°
，
‑
270
°
)射频激励信号，通过对振子组件(4)进行馈电，可实现两种圆极化辐射模式；天线在收拢状态下，振子组件(4)通过振子压紧释放组件(3)固定；通电解锁后，振子组件(4)通过振子压紧释放组件(3)展开，构成四支振子单元；所述微动开关(5)为一种通过端口通断表征电压信号的开关，表贴于极化器及供电遥测组件(2)的印制电路板上，当振子组件(4)处于收拢状态时，微动开关(5)处于压紧状态；当振子组件(4)处于展开状态时，微动开关(5)处于打开状态；所述直流连接器(6)为一种矩形连接器，反馈微动开关(5)的电压遥测信号，判别振子组件(4)的收拢和展开状态；所述射频连接器(7)实现对振子组件(4)的四处可展开振子单元进行激励，产生左、右旋圆极化辐射特性。2.根据权利要求1所述的一种高收纳比可展开圆极化天线，其特征在于所述底板(1)为中空结构，并采用星体截面共形设计，使天线可作为立方星堆叠结构的一部分而不影响整星表面其余载荷的安装。3.根据权利要求1所述的一种高收纳比可展开圆极化天线，其特征在于所述的振子组件(4)包括铰链支座(4
‑
1)、扭簧(4
‑
2)、转轴(4
‑
3)、介质座(4
‑
4)、馈线组件(4
‑
5)、振子(4
‑
6)、卡簧(4
‑
7)、接线套(4
‑
8)、IPEX连接器(4
‑
9)，振子(4
‑
6)穿过接线套(4
‑
8)后插入介质座(4
‑
4)；介质座(4
‑
4)根部为带孔圆弧结构，与铰链支座(4
‑
1)、扭簧(4
‑
2)、卡簧(4
‑
7)及转轴(4
‑
3)形成铰链结构，扭簧(4

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞龙，张文，曹诞，吴元元，贾朝锋，张怡萍，
申请(专利权)人：西安矩阵无线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：