用于圆形平面相控阵天线的可展开结构制造技术

本发明专利技术公开了用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，包括中心天线面板，中心天线面板的四周分别设有边缘天线面板，中心天线面板与四个边缘天线面板之间分别通过驱动装置，驱动装置上安装有锁定装置。本发明专利技术解决了现有可展开结构重量高、不适用于圆口径天线、展开结构复杂的问题。复杂的问题。复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
用于圆形平面相控阵天线的可展开结构


[0001]本专利技术属于航天工程
，涉及一种用于圆形平面相控阵天线的可展开结构。

技术介绍

[0002]平面相控阵天线是当前遥感、探测与微波无线传能天线的主要结构形式。为适应不同空间任务以及满足不同用途卫星的要求，天线口径逐渐增大，又受火箭发射尺寸限制，因此平面天线需采用可展开结构，使其在发射时收拢尺寸较小，并能在进入预定轨道后展开为工作状态。
[0003]当前国际上已有许多关于平面相控阵天线折展机构的研究，包括美国、日本、德国、俄罗斯等国的研究机构先后提出了多种星载平面相控阵天线机构形式。美国1978年发射了用于论证测量海洋动力学可行性的Seasat，欧空局于1991年成功发射实验性质的遥感卫星ERS
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1，加拿大航空局于1996和2007年相继发射Radarsat
‑
1与Radarsat
‑
2相控阵天线，日本于2006年发射先进对地观测卫星ALOS。中国在该领域起步较晚，于2016年发射了高分三号遥感卫星。
[0004]上述平面相控阵天线均采用一维折展方式，该折展方式只适用于长宽比较大的长条形天线，无法应用于长宽接近的方形或圆形天线。当前星载平面大口径可折展方形天线大多停留在概念设计，在轨应用较少。
[0005]经检索，中国专利号202011630804.1，申请日期为2020年12月30日，申请专利名称一种平板天线折展单元及二维折展天线机构，该申请提出一种方形天线可展开机构，可通过两次一维折展实现方形天线的二维展开，但仍存在展开结构复杂、重量高、不适用于圆口径天线的问题。
[0006]经检索，中国专利号CN202110911953.3，申请日期为2021年8月10日，申请专利名称一种双向平板折展单元及双向平板折展天线机构，该申请提出一种九宫格天线可展开机构，可通过互相分离的三次一维折展实现方形天线的展开，但仍存在展开结构复杂、天线布线困难、不适用于圆口径天线的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，解决了现有可展开结构重量高、不适用于圆口径天线、展开结构复杂的问题。
[0008]本专利技术所采用的技术方案是，用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，包括中心天线面板，中心天线面板的四周分别设有边缘天线面板，中心天线面板与四个边缘天线面板之间分别通过驱动装置，驱动装置上安装有锁定装置。
[0009]本专利技术的特点还在于：
[0010]中心天线面板的边缘开有固定槽A，固定槽A与驱动装置连接，且二者的连接处最外侧不超过中心天线面板的侧面，保证完全展开后中心天线面板与边缘天线面板之间无间
隙；边缘天线面板上开设有固定槽B，固定槽B与固定槽A配合限制驱动装置绕边缘天线面板的最大转动角度为180
°
。
[0011]驱动装置包括两个公铰链，两个公铰链关于轴体中截面对称分布，轴体与公铰链的轴孔轴线重合，并保持同轴转动关系，两个公铰链之间夹装有母铰链，母铰链与轴体同轴设置并通过固定销连接，轴体上还连接有扭簧。
[0012]在天线完全收拢状态下，中心天线面板与边缘天线面板之间通过锁紧释放装置连接。
[0013]锁紧释放装置包括尼龙绳，边缘天线面板的边沿处设有固定孔，中心天线面板上的固定环，尼龙绳依次穿过固定孔以及固定环使二者保持相对静止状态，尼龙绳与热刀模块接触。
[0014]锁定装置包括锁定销，锁定销上同轴套接有锁定弹簧。
[0015]本专利技术的有益效果如下：
[0016]1.本专利技术不包含桁架结构，降低了可展开结构的复杂度，提高了在轨工作的可靠性；仅通过扭簧驱动，避免了电机驱动带来的功率消耗，降低了可展开结构的整体质量，减少发射成本。
[0017]2.本专利技术可用于不同口径尺寸的圆形口径的平面相控阵天线结构，并具有较高的结构刚度。
[0018]3.本专利技术展开全过程中中心天线面板与边缘天线面板之间间距较小，并且完全展开时边缘天线面板与中心天线面板无间隙，可有效解决天线各面板间布线问题。
附图说明
[0019]图1为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的三维结构示意图；
[0021]图3为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的驱动装置结构示意图；
[0022]图4为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的完全收拢示意图；
[0023]图5为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的锁紧释放装置结构示意图；
[0024]图6为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的锁定装置工作位置示意图；
[0025]图7为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的完全展开示意图；
[0026]图8为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的一阶模态振型图；
[0027]图9(a)为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的二阶模态振型图；
[0028]图9(b)为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的三阶模态振型图；
[0029]图10为本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构的四阶模态振型图；
[0030]图中，1.中心天线面板，2.边缘天线面板，3.驱动装置，4.锁定装置，5.锁紧释放装置，601.固定槽A，602.固定槽B，7.固定环，8.固定孔，9.公铰链，10.母铰链，11.轴体，12.固定销，13.承载销，14.扭簧，15.销块孔，16.锁定孔，17.尼龙绳，18.热刀模块，19.锁定销，20.锁定弹簧，21.支撑柱，22.星体。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0032]本专利技术用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，如图1所示，包括中心天线面板1、边缘天线面板2、驱动装置3、锁定装置4、锁紧释放装置5。
[0033]中心天线面板1通过支撑柱21与星体22连接，并与驱动装置3固定连接。驱动装置3与边缘天线面板2之间固定连接，并可使边缘天线面板2绕固定轴转动。如图2所示，锁定装置4位于驱动装置3内部，可保证驱动装置3转过指定角度后被锁定。锁紧释放装置5可连接边缘天线面板2与中心天线面板1，并在指定时间释放边缘天线面板2。
[0034]中心天线面板1与支撑柱21之间的连接方式可以为螺栓连接，螺钉连接和焊接。
[0035]如图3所示，中心天线面板1边缘开有固定槽A601，固定槽A601用于与驱动装置3固定连接，并使得连接处最外侧不超过中心天线面板1的侧面，保证完全展开后中心天线面板1与边缘天线面板2之间无间隙。边缘天线面板2上开有固定槽B602，用于与驱动装置3固定连接，并与固定槽A601配合，限制驱动装置3最大转动角度为180
°
。
[0036]驱动装置3由两个公铰链9、母铰链10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，其特征在于：包括中心天线面板(1)，中心天线面板(1)的四周分别设有边缘天线面板(2)，中心天线面板(1)与四个边缘天线面板(2)之间分别通过驱动装置(3)，驱动装置(3)上安装有锁定装置(4)。2.根据权利要求1所述的用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，其特征在于：所述中心天线面板(1)的边缘开有固定槽A(601)，固定槽A(601)与驱动装置(3)连接，且二者的连接处最外侧不超过中心天线面板(1)的侧面，保证完全展开后中心天线面板(1)与边缘天线面板(2)之间无间隙；边缘天线面板(2)上开设有固定槽B(602)，固定槽B(602)与固定槽A(601)配合限制驱动装置(3)绕边缘天线面板(2)的最大转动角度为180
°
。3.根据权利要求1所述的用于圆形平面相控阵天线的可展开结构，其特征在于：所述驱动装置(3)包括两个公铰链(9)，两个公铰链(9)关于轴体(11)中截面对称分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙飞，李勋，孙梓涵，段宝岩，张逸群，陈光达，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：