[發明專利]新型可展開天線結構

在審

• 申請號: 201610746754.0
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107799867A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 何志杰
• 申請（專利權）人: 何志杰
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08;H01Q1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種新型可展開天線結構，尤其應用大型天線中。

背景技術

從 1957 年前蘇聯發射第一顆衛星起，衛星技術在航天技術領域占據了核心地位。據統計，各國至今共發射了近 5000 個航天器，其中絕大多數是應用衛星。這些形形色色、用途各異的衛星發揮著巨大的經濟、軍事和社會效益。而隨著通信、空間科學的迅猛發展，衛星成為信息傳播中繼站的首選。隨著信息量的不斷增大，對衛星天線的大容量、多譜段、大功率、長壽命等功能的需求變得愈加迫切，必然要求增大天線的口徑來提高其傳輸帶寬、信號增益和簡化地面接收裝置。據國外文獻報道，地球靜止軌道電子偵察衛星的接收天線口徑通常在 30 以上，甚至達到 150 ，大型天線技術成為研制多種類型衛星所必須解決的關鍵技術之一。

由于火箭有效運載重量及運載空間的限制，無法直接將成型大口徑天線隨衛星送入軌道，利用可展開結構是解決問題的有效途徑。在衛星發射階段，可展開結構以折疊狀態固定在火箭發射艙中，待衛星進入預定軌道，在地面監測、控制中心發送相應的指令后，星載天線根據設計要求逐步展開、調整、鎖定后進入工作狀態。因此，可展開性是星載大口徑天線的一個主要特征。大型可展開衛星天線結構研究越來越受到人們的重視，許多國家和航天科研單位都在可展開衛星天線結構技術領域進行著激烈地競爭。優良的天線結構設計直接關系到衛星的技術水平，己經成為衛星天線制造的關鍵內容之一。

發明內容

為了克服現有的可展開天線結構不能同時獲得很好的徑向收納率和高度收納率的問題，本發明提供一種新型可展開天線結構，該型新型可展開天線結構可以使得折疊桿和折疊肋展開到預期的工作狀態，顯著地減輕了天線結構重量，大大提高天線展開可靠性，折疊式環桿及肋桿采用單桿結構而非桁架結構。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：為了減輕重量，減少加工工時，只選擇略大于90°的齒廓，齒廓不完整，齒輪失去了圓周對稱性，兩個嚙合齒輪并不是完全相同的；肋結構也是用n根肋桿去逼近拋物線，出于同步性傳動的要求，肋關節選用齒輪作為傳動副，并且不同于環關節的是，肋結構在收攏態、展開過程以及最后的展開態中，同一根肋上肋關節和肋桿都在同一豎直平面內，兩嚙合齒輪軸線平行，肋關節采用直齒圓柱齒輪以滿足要求；

為了同步性好，以及可以使得折疊桿和折疊肋展開到預期的工作狀態，環、肋結構關節采用齒輪作為傳動結構；為了顯著地減輕了天線結構重量，大大提高天線展開可靠性，折疊式環桿及肋桿采用單桿結構而非桁架結構；環肋可展開結構采用關節扭簧驅動方式，彈簧主要分為扭簧、拉簧、碟簧、塔簧等，在可展開天線中使用拉簧、扭簧作為展開驅動力，主要在節點或連接桿件中布置；為了保證獲得很好的徑向收納率和高度收納率，天線由環、肋關節分別與環桿、肋桿連接組成環結構與肋結構，展開過程中運動簡單。

本發明的有益效果是：該新型可展開天線結構同步性好，可以使得折疊桿和折疊肋展開到預期的工作狀態，同時獲得很好的徑向收納率和高度收納率；提高了展開天線反射面成型精度。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是環肋可展開結構簡圖。

圖1中，1.主展開圓環，2.支撐肋，3.中心關節。

具體實施方式

優選的，如圖1所示，環肋可展開結構主要包括環結構、支撐肋結構、中心法蘭盤等。

優選的，環肋可展開天線展開后，圓環結構由正N邊形逼近，包括N根等長的桿和N個環關節，因為相鄰邊存在夾角，因此使用非正交錐齒輪傳遞兩相交軸的運動，分錐角由逼近圓環的正N變形邊數決定。

優選的，結構有兩種穩定狀態，收攏態與展開態，天線收攏時環桿為豎直狀態，當天線展開后各環桿保持水平，在此過程中，相鄰環桿相對轉過180°，環關節每個齒輪實際嚙合角度為 ，因此為了減輕重量，減少加工工時，只選擇略大于90°的齒廓，齒廓不完整，齒輪失去了圓周對稱性，兩個嚙合齒輪并不是完全相同的。

優選的，在環肋可展開天線中，類似于環結構，肋結構也是用n根肋桿去逼近拋物線，出于同步性傳動的要求，肋關節選用齒輪作為傳動副，并且不同于環關節的是，肋結構在收攏態、展開過程以及最后的展開態中，同一根肋上肋關節和肋桿都在同一豎直平面內，兩嚙合齒輪軸線平行，肋關節采用直齒圓柱齒輪以滿足要求。

優選的，環肋可展開結構采用關節扭簧驅動方式，彈簧主要分為扭簧、拉簧、碟簧、塔簧等，在可展開天線中使用拉簧、扭簧作為展開驅動力，主要在節點或連接桿件中布置。