[發明專利]太空陣列天線

在審

• 申請號: 201710926017.3
• 申請日: 2017-10-06
• 公開（公告）號: CN107808997A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 廖忠民
• 申請（專利權）人: 廖忠民
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/28;H01Q21/06;H01Q23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種太空陣列天線，其特征是，包括，天線陣元、組陣陣元互連系統、天線陣列測控系統，信號處理系統；所述的天線陣元包括，反射面天線或其天線陣列、或者角錐喇叭天線或其天線陣列、或者微帶天線陣列、或者有源相控陣天線、或者共形相控陣天線、或者大口徑可展開輕型天線及其天線陣列、或者光控相控陣天線、或者光控激光相控陣天線、或者其它種類的天線及其天線陣列，為避免混淆，把用作天線陣元的天線陣列稱為天線子陣；所述的反射面天線包括卡塞格倫天線，所述的卡塞格倫天線包括波束波導天線，所述的卡塞格倫天線的饋電形式，包括正饋或者偏饋；所述的組陣陣元互連系統包括，剛性連接組陣系統、或者半剛性連接組陣系統、或者繩系衛星組陣系統、或者編隊衛星組陣系統、或者遠程組陣系統、或者上述系統結構中二種以上系統結構的組合；所述的信號處理系統包括，時延補償系統、相位校正系統、信號合成系統；所述的有源相控陣天線包括饋電網絡波束形成有源相控陣天線、或者數字波束形成有源相控陣天線、或者子陣為有源相控陣天線的N層復合相控陣天線；所述的遠程組陣系統包括，遠程天基天線陣元組陣系統，或者遠程天基天線陣元與遠程地基天線陣元組陣系統。

2.根據權利要求1所述的一種太空陣列天線，其特征是，所述的一種剛性連接組陣太空陣列天線，包括，主控航天器，天線陣元，組陣陣元互連系統,天線陣列測控系統，信號處理系統，其中、天線陣列測控系統、信號處理系統的位置處于主控航天器內；所述的主控航天器包括計算機控制系統，天線陣列測控系統，信號處理系統，光伏綜合電源系統，標準時基系統，標準頻率校準及控制系統，位置控制系統，姿態控制系統，測控通信系統，主控航天器天線陣元系統，對地鏈路天線系統，星間鏈路天線系統，機械接口、電纜接口或者光纖接口；所述的主控航天器天線陣元系統是組陣天線陣元的一分子，所述的主控航天器天線陣元系統包括，天線系統機箱，天線組件，天線位置微調組件，發射機/接收機組合系統，信號轉換組件，傳遞網絡，或者還包括光纖-微波通信接口、光發射機、光接收機，所述的天線組件包括天線支架、反射面、饋源，所述的天線支架包括固定支架或者可自動調節角度的支架；所述的天線陣列測控系統，包括天線陣列控制系統，天線陣列監測系統；所述的天線陣列監測系統，包括基線或者狀態測量設備，所述的基線或者狀態測量設備，包括可見光、紅外光、激光測量設備；所述的主控航天器的計算機控制系統，兼任天線陣列控制系統的計算機控制系統；所述的主控航天器的標準時基系統，標準頻率校準及控制系統，兼任天線陣列控制系統的標準時基系統，標準頻率校準及控制系統；所述的標準時基系統的時標，包括自帶原子鐘系統，或者導航衛星計時和時間比對系統，或者地面控制中心發送標準時基校準系統；所述的導航衛星計時和時間比對系統的標準參照系統包括北斗系統，或者GPS系統；所述的原子鐘包括氫脈澤原子鐘或者LIT原子鐘；所述的信號處理系統，包括時延補償裝置、相位校正裝置、信號合成裝置；所述的位置控制系統，包括測量系統、控制系統和執行系統，所述的執行系統，包括冷氣推進系統、或者化學推進系統、或者電推進系統；所述的姿態控制系統包括姿態敏感器、姿態控制執行機構，所述的姿態敏感器包括陀螺儀、精密星敏感器、精密太陽敏感器，所述的陀螺儀包括光纖陀螺儀或者激光陀螺儀；所述的光纖-微波通信接口，包括光纖接口，微波接口，光纖-微波信號轉換組件或者微波-光纖信號轉換組件；所述的天線位置微調組件，包括，小齒輪軸、聯軸器、電機支架、電機、小齒輪、下軸承座和軸承組件、電連接器組件、螺桿、大齒輪、上軸承座和軸承組件、小齒輪軸的軸承座和軸承組件、滑動軸承；其各零部件的傳動關系是，通過電機支架固定連接在天線系統機箱上的電機接收控制系統的信號指令轉動或者停止，電機轉動時，通過聯軸器傳動小齒輪軸轉動，小齒輪軸帶動和其連為一體的小齒輪轉動，小齒輪嚙合大齒輪按照傳動比減速轉動，大齒輪中間是螺母，螺母隨同大齒輪一起轉動，傳動設置有止轉結構的螺桿沿軸向運動，螺桿頂部的法蘭盤與天線組件的天線支架固定連接，天線支架隨同螺桿一起運動，也就帶動和它連為一體的天線組件一起運動；小齒輪軸的軸承座和軸承組件為小齒輪軸提供支承和導向，大齒輪是齒輪、軸、螺母的一體化構件，上軸承座和軸承組件與下軸承座和軸承組件為大齒輪軸提供支承和導向，上軸承座和軸承組件與下軸承座和軸承組件同時和天線系統機箱固定連接，使得大齒輪只能轉動而不能沿軸向移動；電連接器組件包括兩端的電連接器和中間的電纜組，連接天線電氣組件和天線陣元系統其它電氣組件；滑動軸承內圓柱面與螺桿的外圓柱面配合、而且其固定有平鍵與螺桿的外圓柱面上設置的導向槽配合，起導向與止轉作用；所述的電機包括伺服電機或者步進電機；所述的光伏綜合電源系統包括電源管理系統、光伏電池組、蓄電池組、自發電電源，所述的自發電電源包括化學電池或者核電池，所述的核電池包括放射性同位素電池；

所述的天線陣元包括，天線陣元機箱，天線陣元控制系統，光伏綜合電源系統，天線系統，天線位置微調組件，機械接口、電纜接口或者光纖接口；所述的天線系統包括，天線組件，天線系統機箱，天線位置微調組件，發射機/接收機組合系統，信號轉換組件，傳遞網絡，或者還包括光纖-微波通信接口、光發射機、光接收機，所述的天線組件包括天線支架、反射面、饋源，所述的天線支架包括固定支架或者可自動調節角度的支架；所述的天線位置微調組件，包括，小齒輪軸、聯軸器、電機支架、電機、小齒輪、下軸承座和軸承組件、電連接器組件、螺桿、大齒輪、上軸承座和軸承組件、小齒輪軸的軸承座和軸承組件、滑動軸承；其各零部件的傳動關系是，通過電機支架固定連接在天線系統機箱上的電機接收控制系統的信號指令轉動或者停止，電機轉動時，通過聯軸器傳動小齒輪軸轉動，小齒輪軸帶動和其連為一體的小齒輪轉動，小齒輪嚙合大齒輪按照傳動比減速轉動，大齒輪中間是螺母，螺母隨同大齒輪一起轉動，傳動設置有止轉結構的螺桿沿軸向運動，螺桿頂部的法蘭盤與天線組件的天線支架固定連接，天線支架隨同螺桿一起運動，也就帶動和它連為一體的天線組件一起運動；小齒輪軸的軸承座和軸承組件為小齒輪軸提供支承和導向，大齒輪是齒輪、軸、螺母的一體化構件，上軸承座和軸承組件與下軸承座和軸承組件為大齒輪軸提供支承和導向，上軸承座和軸承組件與下軸承座和軸承組件同時和天線系統機箱固定連接，使得大齒輪只能轉動而不能沿軸向移動；電連接器組件包括兩端的電連接器和中間的電纜組，連接天線電氣組件和天線陣元系統其它電氣組件；滑動軸承內圓柱面與螺桿的外圓柱面配合、而且其固定有平鍵與螺桿的外圓柱面上設置的導向槽配合，起導向與止轉作用；所述的電機包括伺服電機或者步進電機；所述的組陣陣元互連系統包括連接單元，所述的連接單元包括連接單元主體，機械接口，連接用電纜或者光纖，電纜接口或者光纖接口；所述的連接方式包括天線陣元通過連接單元直接與主控航天器連接的直接連接方式，或者天線陣元通過連接單元與中間連接單元連接中繼、然后再通過連接單元與主控航天器連接的中繼連接方式；所述的天線陣元布局，包括，稀布天線陣列；天線陣元的空間位置布局優化，在地面設計制造時，通過采用相關算法或者相關軟件計算，并且通過測試調整確定，所述的相關算法包括科根梯度算法、或者遺傳算法、或者改進的遺傳算法。