【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于艇载天线领域，具体涉及一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构。
技术介绍
1、随着航空航天技术的快速发展，使平流层飞艇的战略价值引起世界范围内的重视。相对于传统通信卫星，平流层飞艇具有制造和运行成本低、部署时间短、雷达成像分辨率高、悬停时间长、目标针对性强和侦察覆盖范围大等优点，可作为搭载平台为各种高技术应用提供支持。随着技术进步和太空探索推进,平流层飞艇的开发潜力持续扩大。
2、传统飞艇天线多悬挂于吊舱顶部，尺寸越大时安装越困难，并会破坏飞艇的气动性能从而影响其飞行效率，无法满足大面积铺装要求；而且传统飞艇天线通常由金属或其他重质材料制成，长时间悬停任务时，额外重量有较大限制；在较大风速等极端环境下，传统飞艇天线有摇摆和不稳定的问题，影响信号接收的稳定性；同时传统飞艇天线的安装位置通常为较高处，维护和更换复杂昂贵。
3、因此，针对于传统飞艇天线存在的技术问题，进而研发一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线是很符合实际意义的。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决传统飞艇天线存在安装困难、自重较大且信号接收不稳定的问题，进而提供一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构；
2、一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，所述薄膜天线结构包括薄膜天线单元、共形骨架单元和n个连接单元，n为正整数；所述n个连接单元沿共形骨架单元的轮廓布置在共形骨架单元的外立面上，且共形骨架单元通过n个连接单元与飞艇蒙皮固定连接，薄膜天线单元铺设在共形骨架单元上，且薄膜天线单元与共形骨架单元
3、所述薄膜天线单元包括上层薄膜天线、中层薄膜天线和下层薄膜天线；
4、所述共形骨架单元包括上层共形骨架和下层共形骨架，上层共形骨架设置下层共形骨架(的正上方，且上层共形骨架的结构与下层共形骨架的结构相同，上层共形骨架与下层共形骨架之间设有间距；
5、所述上层共形骨架的顶部铺设有上层衬底，上层薄膜天线粘接在上层衬底的外侧面上，下层共形骨架的顶部铺设有下层衬底，中层薄膜天线粘接在下层衬底的外侧面上，下层薄膜天线粘接在下层衬底的内侧面上；
6、所述上层共形骨架的外立面上沿上层共形骨架的轮廓设有n个上层连接支臂，每个上层连接支臂与一个连接单元对应设置，每个上层连接支臂的一端与上层共形骨架一体成型设置，每个上层连接支臂的另一端与所对应的连接单元固定连接，下层共形骨架的外立面上沿下层共形骨架的轮廓设有n个下层连接支臂，每个下层连接支臂与一个连接单元对应设置，每个下层连接支臂的一端与下层共形骨架一体成型设置，每个下层连接支臂的另一端与所对应的连接单元固定连接，每个连接单元与铺设在上层共形骨架上的上层衬底固定连接，每个连接单元与铺设在下层共形骨架上的下层衬底固定连接。
7、进一步地，所述上层共形骨架和下层共形骨架之间的间距为15～20cm；
8、进一步地，所述n的取值为10个；
9、进一步地，所述上层共形骨架和下层共形骨架均为矩形骨架结构，10个连接单元中的4个连接单元分别位于上层共形骨架和下层共形骨架的四角处，10个连接单元中的2个连接单元分别位于上层共形骨架和下层共形骨架宽边侧的中心处，10个连接单元中的4个连接单元分别位于上层共形骨架和下层共形骨架长边侧的三等分处；
10、进一步地，所述连接单元包括上层衬底连接件、下层衬底连接件、立柱和蒙皮连接组件，所述立柱设置在共形骨架单元的外立面上，且立柱通过蒙皮连接组件与飞艇蒙皮固定连接，上层共形骨架上的一个上层连接支臂与所对应的立柱固定连接，下层共形骨架上的一个下层连接支臂与所对应的立柱固定连接，上层衬底连接件设置在上层连接支臂的上方，且上层衬底连接件的一端安装在立柱上，上层衬底连接件的另一端安装在上层衬底上，下层衬底连接件设置在上层连接支臂和下层连接支臂之间，且下层衬底连接件的一端安装在立柱上，下层衬底连接件的另一端安装在下层衬底上；
11、进一步地，所述蒙皮连接组件包括多根连接绳索和连布，所述连布包括固定部和连接部，连布中的固定部与飞艇蒙皮固定连接，连布的连接部通过多根连接绳索与立柱固定连接；
12、进一步地，所述立柱的顶部加工有多个一号通孔，连布的连接部上加工有多个二号通孔，每根连接绳索的一端依次穿过一个二号通孔和一个一号通孔并与该连接绳索的另一端固定连接：
13、进一步地，所述上层衬底连接件与立柱之间设有上层固定座，上层固定座与立柱固定连接，上层衬底连接件的一端安装在上层固定座上；
14、进一步地，所述下层衬底连接件与立柱之间设有下层固定座，下层固定座与立柱固定连接，下层衬底连接件的一端安装在下层固定座上；
15、进一步地，所述上层衬底连接件与下层衬底连接件均为恒力弹簧或张拉索；
16、本申请相对于现有技术所产生的有益效果：
17、本申请中提出的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其中涉及到的薄膜天线可以依托共形骨架与飞艇蒙皮完美贴合，对飞艇外观和性能影响微小，优化飞艇的气动性能，提高飞艇的飞行效率，涉及到的共形骨架采用碳纤维复合材料等轻质高强度材料，具有较大刚度和抗变形能力，可减小飞艇囊体变形对天线面薄膜的影响，提高天线抗变形强度，维持其通信功能，涉及到的衬底采用聚酰亚胺等薄膜材料，可以透过电磁波且几乎不改变电磁波的性质，提高天线抗变形强度的同时减少对天线通信性能的影响，通过恒力弹簧或张拉索对衬底进行张拉，消除褶皱以减少天线变形，增强对天线的抗变形保护，有利于提高并维持薄膜天线的抗变形强度，减少对天线性能的影响，在实际应用中共形骨架、衬底和薄膜天线采用多层结构，具有稳定性好，强度高，耐久性好，使用年限长等优势，连布与共形骨架采用多绳索连接，连接方式简单，安装方便，同时任一绳索断裂破坏均不会导致整个连接的失效，便于修理，提高耐用性，薄膜天线本身采用轻量薄膜材料设计，有助于减轻整体负载，减轻对飞艇的结构负担，减少对其携带能力和飞行性能的负面影响。
18、本申请提出的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，是在综合考虑了传统飞艇天线存在的缺点后进而研发的，本申请提供的共形薄膜天线结构可以有效提高飞艇通信系统的性能和可持续性，共形薄膜天线的设计能够更好地融入飞艇结构，降低气动阻力、减轻负载、保持外观一致性，并提高通信性能。柔性共形设计使天线集成于飞艇表面，相比于传统飞艇天线降低了维护难度和成本，这些优势使共形薄膜天线成为一种具有潜力的创新解决方案。
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1.一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述薄膜天线结构包括薄膜天线单元、共形骨架单元和N个连接单元(3)，N为正整数；所述N个连接单元(3)沿共形骨架单元的轮廓布置在共形骨架单元的外立面上，且共形骨架单元通过N个连接单元(3)与飞艇蒙皮固定连接，薄膜天线单元铺设在共形骨架单元上，且薄膜天线单元与共形骨架单元粘接固定；
2.根据权利要求1所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)之间的间距为15～20cm。
3.根据权利要求2所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述N的取值为10个。
4.根据权利要求3所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)均为矩形骨架结构，10个连接单元(3)中的4个连接单元(3)分别位于上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)的四角处，10个连接单元(3)中的2个连接单元(3)分别位于上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)宽边侧的中心处，10个连接单元(3)中的4个连接单元(3)分别位于上层共形
5.根据权利要求4所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述连接单元(3)包括上层衬底连接件(8)、下层衬底连接件(9)、立柱(10)和蒙皮连接组件，所述立柱(10)设置在共形骨架单元的外立面上，且立柱(10)通过蒙皮连接组件与飞艇蒙皮固定连接，上层共形骨架(4)上的一个上层连接支臂与所对应的立柱(10)固定连接，下层共形骨架(5)上的一个下层连接支臂与所对应的立柱(10)固定连接，上层衬底连接件(8)设置在上层连接支臂的上方，且上层衬底连接件(8)的一端安装在立柱(10)上，上层衬底连接件(8)的另一端安装在上层衬底(2)上，下层衬底连接件(9)设置在上层连接支臂和下层连接支臂之间，且下层衬底连接件(9)的一端安装在立柱(10)上，下层衬底连接件(9)的另一端安装在下层衬底(6)上。
6.根据权利要求5所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述蒙皮连接组件包括多根连接绳索(11)和连布(12)，所述连布(12)包括固定部和连接部，连布(12)中的固定部与飞艇蒙皮固定连接，连布(12)的连接部通过多根连接绳索(11)与立柱(10)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述立柱(10)的顶部加工有多个一号通孔，连布(12)的连接部上加工有多个二号通孔，每根连接绳索(11)的一端依次穿过一个二号通孔和一个一号通孔并与该连接绳索(11)的另一端固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层衬底连接件(8)与立柱(10)之间设有上层固定座，上层固定座与立柱(10)固定连接，上层衬底连接件(8)的一端安装在上层固定座上。
9.根据权利要求8所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述下层衬底连接件(9)与立柱(10)之间设有下层固定座，下层固定座与立柱(10)固定连接，下层衬底连接件(9)的一端安装在下层固定座上。
10.根据权利要求9所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层衬底连接件(8)与下层衬底连接件(9)均为恒力弹簧或张拉索。
...【技术特征摘要】
1.一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述薄膜天线结构包括薄膜天线单元、共形骨架单元和n个连接单元(3)，n为正整数；所述n个连接单元(3)沿共形骨架单元的轮廓布置在共形骨架单元的外立面上，且共形骨架单元通过n个连接单元(3)与飞艇蒙皮固定连接，薄膜天线单元铺设在共形骨架单元上，且薄膜天线单元与共形骨架单元粘接固定；
2.根据权利要求1所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)之间的间距为15～20cm。
3.根据权利要求2所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述n的取值为10个。
4.根据权利要求3所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)均为矩形骨架结构，10个连接单元(3)中的4个连接单元(3)分别位于上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)的四角处，10个连接单元(3)中的2个连接单元(3)分别位于上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)宽边侧的中心处，10个连接单元(3)中的4个连接单元(3)分别位于上层共形骨架(4)和下层共形骨架(5)长边侧的三等分处。
5.根据权利要求4所述的一种与飞艇蒙皮共形的薄膜天线结构，其特征在于：所述连接单元(3)包括上层衬底连接件(8)、下层衬底连接件(9)、立柱(10)和蒙皮连接组件，所述立柱(10)设置在共形骨架单元的外立面上，且立柱(10)通过蒙皮连接组件与飞艇蒙皮固定连接，上层共形骨架(4)上的一个上层连接支臂与所对应的立柱(10)固定连接，下层共形骨架(5)上的一个下层连接支臂与所对应的立柱(10)固定连接，上...
【专利技术属性】
技术研发人员：王长国，吉庆祥，王金良，王自强，郭佳铭，谭惠丰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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