[發明專利]3-RPRRR二轉一移型并聯機構天線結構系統

在審

• 申請號: 202010847586.0
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112103647A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 劉濤;沈龍;龔振邦;劉亮;丁衛;楊明德;陳勇
• 申請（專利權）人: 上海大學;上海創投機電工程有限公司
• 主分類號: H01Q3/02
• 分類號: H01Q3/02;H01Q15/16;H01Q1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于3?RPRRR二轉一移型并聯機構天線結構系統。由反射體和天線座構成，天線座是三個伺服電機或液壓缸分別驅動三個直線伸縮驅動裝置，該三個直線伸縮驅動裝置的上、下端分別通過一個轉動副和三個串聯轉動副與上、下平臺連接。每個直線伸縮驅動裝置與其下端連接的轉動副、其上端連接的3個串聯的轉動副，構成一個支鏈。上、下平臺分別為等邊三角形，且位置一致。3個支鏈分別連接于上、下兩等邊三角形的頂角，其特征是3個支鏈下端的轉動副軸線共面，即構成“共面”的幾何關系，構成基于3?RPRRR二轉一移型并聯機構天線結構系統。本發明解決了天線“過頂”連續跟蹤的技術難題，實現?5°俯仰角的超半球空域連續跟蹤。

所屬技術領域

本發明涉及一種基于3-RPRRR二轉一移型并聯機構的天線結構系統。用于航天遙感、衛星“三遙”技術(遙感、遙測、遙控技術)及衛星通信的天線結構系統。天線結構系統與伺服控制系統、饋源饋線系統(簡稱：天、伺、饋)組成天線系統，實現遙感、遙測和遙控信息獲取和指令，實現衛星通信信息傳遞和處理。尤其是能夠獲取衛星、運載火箭等飛行器有效空域的遙測信號和數據，實現無過頂“盲區”的連續跟蹤衛星運載火箭等飛行器，圓滿解決天線半球工作空域內的連續跟蹤，即在方位：0°～360°，俯仰：-5°≤俯仰角≤185°(假設天線水平指平指向為俯仰角0°和180°位置)工作空域的連續跟蹤。本發明技術方案屬于機電一體化技術領域。

背景技術

天線反射體部分一般有：主反射器面板、背架結構、中心體、平衡重結構，副反射器和調焦裝置及其支撐結構或前饋支撐結構組成；天線座部分一般有：天線座支撐結構、驅動軸系及傳動裝置、饋線和線纜纏繞裝置、數據檢測傳遞裝置和安全保護裝置組成。天線反射體和天線座兩個分系統構成天線結構系統。

目前，世界上公知的航天遙感、衛星“三遙”技術(遙感、遙測、遙控技術)所采用經典的俯仰-方位型(EL-AZ型)天線，俯仰-方位型天線在天線天頂位置存在著一個無法“過頂”連續跟蹤的“盲錐”區域，盲錐區域的大小(即盲錐的錐頂角)取決于天線與飛行器的距離和飛行器水平飛行速度。對低軌遙感天線至今尚未圓滿解決“過頂”連續跟蹤的問題。先引入一個天線跟蹤“盲錐區”的概念，經典的俯仰-方位型天線座在跟蹤目標時，天線方位角速度：β＝V/(R*cosε)(式中：V為目標飛行的水平速度；R為天線到目標的直線距離；ε為天線仰角；β為天線方位角速度)，當目標從天線天頂附近通過時，仰角ε→90°，cosε→0，β→∞。但電機驅動功率是有限的，天線轉動的角速度也是有限的，在一定的驅動功率下，天線只能跟蹤某一仰角以下的目標，在俯仰-方位型天線天頂附近存在無法連續跟蹤的“盲錐區”。

目前，工程實際中俯仰-方位型(EL-AZ型)天線在天線天頂位置存在著一個無法“過頂”連續跟蹤的“盲錐”區域，無法采用經典的俯仰-方位型天線實現在天線天頂位置“過頂”連續跟蹤。只能選擇避開衛星運行軌道經過天線天頂跟蹤盲區的位置建造衛星地面站天線。

傳統經典的遙感遙測低軌衛星天線設計選用俯仰-方位型(EL-AZ型)天線座，其存在過頂“盲錐區”，俯仰-方位型天線無法在衛星過頂“盲錐區”空域連續跟蹤衛星，實現信號不間斷連續工作的需求。

發明內容

本發明的目的在于已有技術存在的問題提供一種并聯機構天線結構系統，實現無過頂“盲區”的連續跟蹤天線系統，圓滿解決天線工作空域“過頂”連續跟蹤，實現衛星信號和數據不間斷連續工作的需求。由于求解并聯機構的運動方程反解便捷容易，易于實現伺服控制。