【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，特别适用于对波束指向精度有较高要求，对重量有较高要求且对焦距调节有要求的灵活载荷多波束天线，属于航天宇航。
技术介绍
1、随着航天技术的不断发展，高通量卫星发展迅猛，对多波束天线提出了更高的要求，例如高热稳定性，长焦距，轻量化，灵活可变等方面的要求。现有技术无法满足上述在体积较小、收纳比较高的条件下还要保证轻量化、高热稳定性和灵活焦距可调节的要求，因此研制一种结构简单、收纳比高、高热稳定性，焦距可调节，轻量化的固面反射器需求迫切。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，用于灵活载荷多波束天线领域，以便能够实现固面天线的焦距可调节，轻量化和高热稳定性的需求，且具备一定的结构刚度，满足天线的跟踪需求。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，包括：反射面、展开臂、二维转动机构、第一折叠展开臂、第一一维展开铰链、第二折叠展开臂、第二一维展开铰链以及卫星平台；
4、反射面与展开臂连接，二维转动机构一端与展开臂连接，另一端与第一折叠展开臂连接，第一折叠展开臂通过第一一维展开铰链连接第二折叠展开臂，第二折叠展开臂通过第二一维展开铰链安装于卫星平台上；
5、二维转动机构布置在反射面的顶点附近，用于进行反射面在轨指向的调整，而第一一维展开铰链、第二一维展开铰链展开到位后保持锁定不动，不参
6、进一步的，还包括锁紧释放装置；
7、收拢状态时，反射面通过四个锁紧释放装置锁紧于卫星平台上，第一折叠展开臂靠近二维转动机构的位置以及靠近第一一维展开铰链的位置各布置有一个锁紧释放装置。
8、进一步的，收拢状态时，反射面的工作面背向卫星平台，展开臂、二维转动机构、第一折叠展开臂、第一一维展开铰链、第二折叠展开臂、第二一维展开铰链均位于反射面的下方，形成重叠收拢布局的形式。
9、进一步的，反射面采用无背筐设计，中心部分设计有三个中心埋件，与展开臂上的三个连接点连接，保证反射面在高低温环境中沿中心向四周均匀膨胀和收缩。
10、进一步的，所述三个中心埋件在一个圆周上，以反射面加工坐标系为基准，加工坐标系xoy面内，圆周的投影直径d与反射面投影口径d的关系值为d＝1/4d，以达到展开臂重量最轻。
11、进一步的，反射面边缘设置有四处连接件，通过边缘埋件与反射面本体连接，边缘埋件分布在反射面边缘上，位于3/4d～d范围内。
12、进一步的，展开臂为复合材料层压管，反射面为蜂窝夹层结构，由上下两层碳纤维蒙皮和蜂窝芯构成，蜂窝芯是铝蜂窝或碳纤维蜂窝，上下两层碳纤维蒙皮按照准各项同性铺层设计，铺层角度[0°,±45°，90°，90°，±45°，0°]。
13、进一步的，反射面展开到位完成指向调整后通过第一一维展开铰链、第二一维展开铰链的到位锁紧功能和二维转动机构的断电保持力矩锁紧于第一折叠展开臂、第二折叠展开臂上，保证反射面的结构刚度和稳定指向。
14、进一步的，反射面展开后位于卫星本体包络范围外，通过第一一维展开铰链、第二一维展开铰链和二维转动机构实现焦距的调整，在不同的工作位置工作，实现沿着反射面中心和焦点连线，调节范围t不小于300mm的前后位移调节，通过调节二维转动机构俯仰轴角度α1→α2，第一一维展开铰链角度β1→β2和第二一维展开铰链角度γ1→γ2实现上述功能。
15、进一步的，
16、当天线解锁后，反射面在二维转动机构、第一一维展开铰链、第二一维展开铰链的联合驱动下完成展开动作，展开策略为联动展开或独立分步骤展开；
17、联动展开即二维转动机构、第一一维展开铰链、第二一维展开铰链三个部件同时动作；
18、独立分步骤展开即二维转动机构、第一一维展开铰链、第二一维展开铰链这三个部件每次只有一个部件发生展开动作，展开步骤如下：
19、第一步，反射面、展开臂、二维转动机构、第一折叠展开臂、第一一维展开铰链、第二折叠展开臂一起在第二一维展开铰链的驱动下逆时针展开到某一角度，该角度保证反射面和卫星平台的物理不干涉；
20、第二步，反射面、展开臂一起在二维转动机构的驱动下顺时针展开到某一角度，该角度为二维转动机构俯仰轴的最终角度；
21、第三步，反射面、展开臂、二维转动机构、第一折叠展开臂一起在第一一维展开铰链的驱动下顺时针展开到某一角度，该角度为第一一维展开铰链的最终角度；
22、第四步，反射面、展开臂、二维转动机构、第一折叠展开臂、第一一维展开铰链、第二折叠展开臂一起在第二一维展开铰链的驱动下逆时针继续展开到最终角度；
23、第五步，反射面、展开臂一起在二维转动机构驱动下进行方位轴微调从而展开到位。
24、进一步的，第一一维展开铰链、第二一维展开铰链的动力源可以是电机，也可以是弹簧等储能元件，二维转动机构通过电机驱动，保证其均按照一定速度展开。
25、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
26、(1)本专利技术当天线解锁后，反射面在二维转动机构和一维展开铰链的驱动下先做俯仰转动展开到位至指定角度，之后通过二维转动机构方位轴微调即可达到工作位置。这样设计结构收纳比高，能够实现大口径反射器的长焦距要求，通过调节二维转动机构、第一一维展开铰链、第二一维展开铰链的转动角度可以实现最多2倍以上卫星高度的天线长焦距布局；
27、(2)本专利技术在收纳比高的前提下，实现了大角度旋转展开，通过调节二维转动机构、第一一维展开铰链、第二一维展开铰链的转动角度可以实现天线焦距的变化，从而实现灵活载荷多波束天线可变焦距的要求；
28、(3)本专利技术所提出的无背筐反射面，可以极大的减轻反射器的重量，相比于背筐式反射器减重约40％，中心连接的方式实现了高低温环境中反射器的均匀变形，避免了背筐式反射器背筐对于反射面的约束，从而保证反射器所形成的天线波束指向角度不发生变化，从而达到了高热稳定性；
29、(4)本专利技术二维转动机构布置在反射面的顶点附近，更靠近反射面中心，用于在轨指向的调整，这样的好处是提升了反射面位移调整的灵敏度，可以实现微小位移的反射面高精度调整；
30、(5)本专利技术结构简单，适应性好，展开过程简单，仅仅通过二维转动机构和一维展开铰链的俯仰轴配合转动即可实现在轨展开，轨迹简单，可靠性高，地面试验验证难度低。上述特征在航天领域尤为重要，航天领域要求的最重要是稳定性、可靠性，所以并非结构越复杂越好、功能越先进越好。而是以最简单可靠的结构实现最佳的性能，是航天领域的优选要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于包括：反射面(1)、展开臂(2)、二维转动机构(3)、第一折叠展开臂(4)、第一一维展开铰链(5)、第二折叠展开臂(6)、第二一维展开铰链(7)以及卫星平台(9)；
2.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：还包括锁紧释放装置(8)；
3.根据权利要求2所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：收拢状态时，反射面(1)的工作面背向卫星平台(9)，展开臂(2)、二维转动机构(3)、第一折叠展开臂(4)、第一一维展开铰链(5)、第二折叠展开臂(6)、第二一维展开铰链(7)均位于反射面(1)的下方，形成重叠收拢布局的形式。
4.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)采用无背筐设计，中心部分设计有三个中心埋件，与展开臂(2)上的三个连接点连接，保证反射面(1)在高低温环境中沿中心向四周均匀膨胀和收缩。
5.根据权利要求4所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：所述三个中心埋件
6.根据权利要求5所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)边缘设置有四处连接件，通过边缘埋件与反射面(1)本体连接，边缘埋件分布在反射面(1)边缘上，位于3/4D～D范围内。
7.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：展开臂(2)为复合材料层压管，反射面(1)为蜂窝夹层结构，由上下两层碳纤维蒙皮和蜂窝芯构成，蜂窝芯是铝蜂窝或碳纤维蜂窝，上下两层碳纤维蒙皮按照准各项同性铺层设计，铺层角度[0°,±45°，90°，90°，±45°，0°]。
8.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)展开到位完成指向调整后通过第一一维展开铰链(5)、第二一维展开铰链(7)的到位锁紧功能和二维转动机构(3)的断电保持力矩锁紧于第一折叠展开臂(4)、第二折叠展开臂(6)上，保证反射面(1)的结构刚度和稳定指向。
9.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)展开后位于卫星本体(9)包络范围外，通过第一一维展开铰链(5)、第二一维展开铰链(7)和二维转动机构(3)实现焦距的调整，在不同的工作位置工作，实现沿着反射面(1)中心和焦点连线，调节范围t不小于300mm的前后位移调节，通过调节二维转动机构(3)俯仰轴角度α1→α2，第一一维展开铰链(5)角度β1→β2和第二一维展开铰链(7)角度γ1→γ2实现上述功能。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：
11.根据权利要求10所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：第一一维展开铰链(5)、第二一维展开铰链(7)的动力源可以是电机，也可以是弹簧等储能元件，二维转动机构(3)通过电机驱动，保证其均按照一定速度展开。
...【技术特征摘要】
1.一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于包括：反射面(1)、展开臂(2)、二维转动机构(3)、第一折叠展开臂(4)、第一一维展开铰链(5)、第二折叠展开臂(6)、第二一维展开铰链(7)以及卫星平台(9)；
2.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：还包括锁紧释放装置(8)；
3.根据权利要求2所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：收拢状态时，反射面(1)的工作面背向卫星平台(9)，展开臂(2)、二维转动机构(3)、第一折叠展开臂(4)、第一一维展开铰链(5)、第二折叠展开臂(6)、第二一维展开铰链(7)均位于反射面(1)的下方，形成重叠收拢布局的形式。
4.根据权利要求1所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)采用无背筐设计，中心部分设计有三个中心埋件，与展开臂(2)上的三个连接点连接，保证反射面(1)在高低温环境中沿中心向四周均匀膨胀和收缩。
5.根据权利要求4所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：所述三个中心埋件在一个圆周上，以反射面(1)加工坐标系为基准，加工坐标系xoy面内，圆周的投影直径d与反射面(1)投影口径d的关系值为d＝1/4d，以达到展开臂(2)重量最轻。
6.根据权利要求5所述的一种轻质高热稳定性且焦距可调固面反射器，其特征在于：反射面(1)边缘设置有四处连接件，通过边缘埋件与反射面(1)本体连接，边缘埋件分布在反射面(1)边缘上，位于3/4d～d范围内。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，万继响，王旭东，宋少航，柯昌文，刘路，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。