[發(fā)明專利]一種具有波束賦形的新型三層網(wǎng)狀可展開天線桁架結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109638404B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董波;張逸群;張晗;趙澤;楊東武;李申
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08;H01Q15/16
• 代理公司: 北京市盈科律師事務(wù)所 11344
• 代理人: 張晶

本發(fā)明公開了一種具有波束賦形的新型三層網(wǎng)狀可展開天線桁架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由若干個平行四邊形結(jié)構(gòu)單元裝配組成，每個單元由兩個三向接頭、兩個中間接頭、一個上五向接頭、一個下五向接頭、一個卡止機(jī)構(gòu)、一個左豎桿組件、一個右豎桿組件、兩根橫桿、一根粗斜桿和一根細(xì)斜桿組成。本發(fā)明中間接頭固定在豎桿組件中的標(biāo)尺桿上，與三向接頭和五向接頭共同構(gòu)成上、中、下三層固定位置的天線桁架；通過設(shè)計五向接頭為雙層結(jié)構(gòu)，將粗斜桿和細(xì)斜桿置于外層平面，可提高天線的橫向收納比。本發(fā)明在粗斜桿上安裝一個卡止機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)可展開桁架機(jī)構(gòu)的雙向卡止；并設(shè)計各個接頭的掛鎖結(jié)構(gòu)，可簡化掛索方式，精確邊界索固定位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于星載可展開天線結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體是一種具有上、中、下三層固定接頭的具有波束賦形的新型三層網(wǎng)狀可展開天線桁架結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于具有波束賦形的三層網(wǎng)狀天線的桁架支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

大型星載天線被廣泛應(yīng)用于電子偵查、氣象監(jiān)測、空間通信等領(lǐng)域，隨著天線技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)形可展開天線因其具有大口徑、輕質(zhì)量、高收納比的特點成為各國宇航界研究的重點。

在環(huán)形可展開天線領(lǐng)域，最經(jīng)典的桁架結(jié)構(gòu)形式為AM-1環(huán)形可展開天線，AM-1天線的可展開結(jié)構(gòu)由若干個平行四邊形單元組成，在平行四邊形單元中，橫桿和豎桿構(gòu)成平行四邊形的結(jié)構(gòu)，粗斜桿和細(xì)斜桿在平行四邊形的對角線上組成伸縮桿結(jié)構(gòu)，通過改變伸縮桿的長度，可實現(xiàn)單元的展開與收攏。AM-1的平行四邊形單元中，橫桿、豎桿和斜桿都在同一平面內(nèi)，天線桁架處于完全收攏態(tài)時，所有桿件都豎直分布在圓周上，這將導(dǎo)致天線收攏周長變大，即收攏直徑偏大。在衛(wèi)星發(fā)射階段，可展開天線處于收攏狀態(tài)并被固定在火箭的整流罩內(nèi)，由于其空間有限，故天線的收攏體積越小越好。

賦型反射面天線具有效率高、服務(wù)區(qū)相鄰區(qū)域信號干擾小的特點，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊中；文件CN106294970A公開了一種具有賦形波束的新型網(wǎng)狀天線結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，如圖1所示，針對AstroMesh網(wǎng)狀天線的波束賦形設(shè)計提出了一種三層波束賦形索網(wǎng)反射面天線結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，通過增加一層“頂層網(wǎng)”，對金屬絲網(wǎng)附著的工作網(wǎng)面進(jìn)行雙向牽引，從而實現(xiàn)所需的賦型反射面形狀；因此，很有必要基于波束賦形的三層網(wǎng)狀天線結(jié)構(gòu)來研究新型三層網(wǎng)狀可展開天線桁架結(jié)構(gòu)(如圖2(a)、2(b)所示)，并應(yīng)用于實際工程中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種具有波束賦形的新型三層網(wǎng)狀可展開天線桁架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)基于AM-1環(huán)形可展開桁架結(jié)構(gòu)，著眼于波束賦形的三層網(wǎng)狀天線，通過在豎桿組件上增加中間接頭，且中間接頭可沿豎向標(biāo)尺桿上下調(diào)節(jié)，與三向接頭和五向接頭一起構(gòu)成上、中、下三層固定結(jié)構(gòu)的天線桁架；并通過設(shè)計五向接頭，將平行四邊形結(jié)構(gòu)單元的對角線(粗細(xì)斜桿組成的伸縮桿結(jié)構(gòu))外移，即對角線結(jié)構(gòu)與平行四邊形結(jié)構(gòu)分別在兩個平行的平面上，可減小天線桁架的收攏直徑；針對天線桁架展開態(tài)的回彈問題，在伸縮桿上設(shè)計安裝卡止機(jī)構(gòu)，在完全展開到位后桁架形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在一定程度上可提高結(jié)構(gòu)的剛度；在各個接頭上設(shè)計掛索結(jié)構(gòu)，簡化掛索方式，精確邊界索固定位置。