星载可展开网状天线制造技术

本发明专利技术公开了一种星载可展开网状天线，所述星载可展开网状天线包括天线反射面伸展臂(1)、天线反射面可展开支撑组件(2)以及索网结构(3)。天线反射面伸展臂采用碳纤维复合材料中空圆杆设计，降低伸展臂重量和伸展臂的在轨热变形，保证天线指向精度。天线反射面可展开支撑组件(2)由模块单元组成，可根据天线反射面的口径要求进行增减，可扩展性强。索网结构使用多层索网形式设计，实现对反射面型面精度的地面调节，以满足微波天线探测对反射面型面精度的要求。本发明专利技术综合考虑了天线发射收拢与在轨展开、天线反射面功能与性能的测试、天线反射面的型面精度的调节等因素进行设计，能够满足卫星在轨对地探测的要求。

Spaceborne deployable mesh antenna

The invention discloses a space-borne deployable mesh antenna, which comprises an antenna reflector extension arm (1), an antenna reflector deployable support component (2) and a cable network structure (3). The expanding arm of antenna reflector is designed with carbon fiber composite hollow rod, which can reduce the weight of the expanding arm and the thermal deformation of the expanding arm in orbit, and ensure the pointing accuracy of the antenna. The deployable support component of antenna reflector (2) is composed of module units, which can be increased or decreased according to the aperture requirement of antenna reflector, and has strong expansibility. The cable net structure is designed in the form of multi-layer cable net to adjust the accuracy of the reflector surface on the ground, so as to meet the requirements of microwave antenna detection for the accuracy of the reflector surface. The invention comprehensively considers factors such as antenna launching and closing, on-orbit deployment, function and performance test of antenna reflector, adjustment of antenna reflector profile accuracy, etc., and can meet the requirements of satellite on-orbit earth detection.

【技术实现步骤摘要】
星载可展开网状天线
本专利技术涉天线领域，具体地，涉及一种星载网状天线，尤其涉及一种星载大型可展开网状天线反射面及其伸展臂。
技术介绍
随着宇航材料的不断发展、加工装调工艺的提高，星载天线在设计上更加注重多频段、高精度、大容量的设计要求，星载天线的设计因此趋于复杂。但由于火箭运载能力、经济等因素的限制，又需要天线结构质量轻、体积小，刚度高、扩展能力强。为满足星载大型可展开网状天线反射面需要保证与馈源位置关系的需求，相关参数需要满足下列标准：天线伸展臂达到6.3m，天线反射面有效电口径达到10m×12m，机械口径达到Ф17.3m，对星载天线反射面的设计提出了更高的要求。为适应各种不同的应用目标，星载可展开天线根据反射面形式出现了固面展开天线、充气式展开天线、网状展开天线等。对于固面展开天线，很大程度上保留了传统固面天线的优点，但由于体积质量较大和扩展能力较低的问题，限制了其有效口径及在轨应用；对于充气式展开天线，虽然能够满足质量轻、体积小、扩展能力强的设计要求，但存在着天线型面精度瓶颈低，结构热稳定性有限的问题；网状展开天线在口径、扩展能力、天线型面精度等参数上均具有不错的表现，是目前应用最为广泛的星载可展开天线。现有的网状展开天线虽然性能参数表现优秀，但由于天线反射面结构复杂、组件繁多，存在着可靠性的问题；同时，现有的星载可展开天线共同存在着与馈源相对位置可控性差的问题。如专利文献CN103354303A中公开的一种可展开网状抛物柱面天线，虽然天线收纳体积相对较小，表面精度较高，但专利中提及抛物柱面天线无法满足星载天线反射面在轨工作要求天线指向精度高，展开过程简单可靠的要求。星载天线反射面还要根据天线频率设计天线伸展臂以保证星载天线反射面与馈源相对稳定的位置关系。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种星载可展开网状天线。根据本专利技术提供的一种星载可展开网状天线，其特征在于，包括天线反射面伸展臂、天线反射面可展开支撑组件以及索网结构；所述天线反射面连接在天线反射面伸展臂上，所述索网结构通过背索网实现与天线反射面可展开支撑组件连接。优选地，所述天线反射面伸展臂包括臂杆、驱动关节、伸展臂压紧释放机构、抱抓式机构以及火工分离螺母；所述臂杆具有多段臂结构，各臂结构间通过驱动关节相连；伸展臂压紧释放机构、抱抓式机构以及火工分离螺母均连接在臂杆上。优选地，所述天线反射面包括模块单元；所述模块单元包括支撑滑杆、主动驱动单元以及辅助驱动单元；所述支撑滑竿设置有一个或多个，相互连接构成模块单元的框架；所述主动驱动单元和辅助驱动单元设置在模块单元的框架上；相邻模块单元通过主动驱动单元连接。优选地，所述索网结构包括背索网、张紧索、前索网；所述背索网与天线反射面可展开支撑组件直接相连；所述张紧索包括第一端和第二端，设置在前索网和背索网之间，并且张紧索的第一端与前索网的对应节点相连接，第二端分别与背索网的对应节点、天线反射面可展开支撑组件相连接；所述前索网由金属材料制成；所述前索网的位置和/或形状能够通过张紧索的张力和长度变化调整为设定的位置。优选地，所述天线反射面伸展臂、天线反射面以及索网结构均采用能够折叠的结构，即星载天线反射面能够在第一状态与第二状态间转换；处于所述第一状态时，天线反射面伸展臂、天线反射面以及索网结构均处于折叠状态，天线反射面伸展臂的抱抓式机构锁紧固定处于折叠状态的天线反射面和索网结构；天线反射面伸展臂的火工分离螺母锁紧固定处于折叠状态的天线反射面伸展臂；处于所述第二状态时，天线反射面伸展臂、天线反射面以及索网结构均处于展开状态，抱抓式机构打开；火工分离螺母打开。优选地，所述天线反射面伸展臂的臂杆采用中空圆杆设计；所述天线反射面伸展臂的驱动关节采用伺服电机配合减速器驱动。优选地，模块单元的尺寸能够满足设定的天线口径和反射面精度。优选地，工作表面为抛物柱面；其中，所述工作表面为所述星载可展开网状天线处于展开状态时，前索网展开形成的反射电磁波的工作表面。根据本专利技术提供的一种卫星，包括以上所述的星载可展开网状天线。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、采用索网可展开结构，结构质量轻、收拢体积小，天线型面精度高；2、通过模块单元有效提升了天线反射面的展开可靠性、扩展能力以及不同需求适应性；3、通过多段臂结构，能够保证保证星载天线反射面与馈源相对稳定的位置关系，天线指向精度更高；4、本专利技术提供的一种星载可展开网状反射面的性能参数能够满足主被动一体化微波载荷探测要求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的星载可展开网状天线的展开状态示意图。图2为本专利技术提供的星载可展开网状天线的收拢状态示意图。图3为本专利技术提供的星载可展开网状天线的模块单元示意图。图4为本专利技术提供的星载可展开网状天线的索网结构示意图。图中示出：天线反射面伸展臂1天线反射面可展开支撑组件2索网结构3臂杆11驱动关节12伸展臂压紧释放机构13抱抓式机构14火工分离螺母15模块单元21支撑滑杆211主动驱动单元212辅助驱动单元213背索网31张紧索32前索网33具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种卫星，包括星载可展开网状天线。根据本专利技术提供的一种星载可展开网状天线，包括天线反射面伸展臂1、天线反射面可展开支撑组件2以及索网结构3；所述天线反射面可展开支撑组件2接在天线反射面伸展臂1上，所述索网结构3通过背索网实现与天线反射面可展开支撑组件(2)连接。所述天线反射面伸展臂1包括臂杆11、驱动关节12、伸展臂压紧释放机构13、抱抓式机构14以及火工分离螺母15；所述臂杆11具有多段臂结构，各臂结构间通过驱动关节12相连；伸展臂压紧释放机构13、抱抓式机构14以及火工分离螺母15均连接在臂杆11上。所述天线反射面可展开支撑组件2包括模块单元21；所述模块单元21包括支撑滑杆211、主动驱动单元212以及辅助驱动单元213；所述支撑滑竿211设置有一个或多个，相互连接构成模块单元21的框架；所述主动驱动单元212和辅助驱动单元213设置在模块单元21的框架上；相邻模块单元21通过主动驱动单元212连接。所述索网结构3包括背索网31、张紧索32、前索网33。所述背索网31与天线反射面可展开支撑组件2直接相连，提供前索网33各节点张拉力；所述张紧索32是连接前索网33及背索网31对应节点的索段，所有的张紧索32的一端均连接在前索网33上，而另一端的一部分连接在背索网31上，另一部分连接在天线反射面可展开支撑组件2上，张紧索32通过控制张力及长度用于控制前索网33的位置；所述前索网33展开后形成目标抛物柱面，是天线展开后的成形面；前索网33由金属材料制成，也是天线反射面反射网。优选地，所述天线反射面伸展臂1、天线反射面可展开支撑组件2以及索网结构3均采用能够折叠的结构，即星载天线反射面能够在第一状态与第二状态间转换；处于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载可展开网状天线，其特征在于，包括天线反射面伸展臂(1)、天线反射面可展开支撑组件(2)以及索网结构(3)；所述天线反射面可展开支撑组件(2)连接在天线反射面伸展臂(1)上，所述索网结构(3)连接在通过背索网实现与天线反射面可展开支撑组件(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种星载可展开网状天线，其特征在于，包括天线反射面伸展臂(1)、天线反射面可展开支撑组件(2)以及索网结构(3)；所述天线反射面可展开支撑组件(2)连接在天线反射面伸展臂(1)上，所述索网结构(3)连接在通过背索网实现与天线反射面可展开支撑组件(2)连接。2.根据权利要求1所述的星载可展开网状天线，其特征在于：所述天线反射面伸展臂(1)包括臂杆(11)、驱动关节(12)、伸展臂压紧释放机构(13)、抱抓式机构(14)以及火工分离螺母(15)；所述臂杆(11)具有多段臂结构，各臂结构间通过驱动关节(12)相连；伸展臂压紧释放机构(13)、抱抓式机构(14)以及火工分离螺母(15)均连接在臂杆(11)上。3.根据权利要求1所述的星载可展开网状天线，其特征在于：所述天线反射面可展开支撑组件(2)由模块单元(21)组成；所述模块单元(21)包括支撑滑杆(211)、主动驱动单元(212)以及辅助驱动单元(213)；所述支撑滑竿(211)设置有一个或多个，相互连接构成模块单元(21)的框架；所述主动驱动单元(212)和辅助驱动单元(213)设置在模块单元(21)的框架上；相邻模块单元(21)通过主动驱动单元(212)连接。4.根据权利要求1所述的星载可展开网状天线，其特征在于：所述索网结构(3)包括背索网(31)、张紧索(32)、前索网(33)；所述背索网(31)与天线反射面可展开支撑组件(2)直接相连；所述张紧索(32)包括第一端和第二端，设置在前索网(33)和背索网(31)之间，并且张紧索(32)的第一端与前索网(33)的对应节点相连接，第二端分别与背索网(31)的对应节点、天线反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘高伟，吕利清，满孝颖，牛升达，汪自军，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31