本发明专利技术公开了一种均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造方法，它涉及反射面天线领域中的一种均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造技术。它采用空间网格的原理来设计天线反射面背架结构，把四角锥结构作为基本的连接模数单元，整个反射面背架结构由多个尺寸不等的四角锥模数单元组成，形成稳定的三维空间网格结构。本发明专利技术具有三维受力特征，因此结构整体性好、分布均衡、受力均匀，所有的杆件通常都能分担到荷载的作用，结构的整体比刚度大幅度提高，且还具有加工简单及经济合理等特点。特别适用于口径大于２５米的大型反射面天线结构中作主反射器的背架结构制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反射面天线领域中的一种均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造方法，特别适用于口径大于25米的大型反射面天线结构中作主反射器的背架结构制造。
技术介绍
目前大型反射面天线的背架结构形式均是传统的由辐射梁和环向桁架或环向拉杆组成的空间桁架(简称传统天线背架)，这种天线背架存在以下不足传统天线背架虽然可以满足电气要求，但由于它的三维空间桁架是由平面形式的辐射梁桁架和平面形式的环向桁架或环向拉杆组成，其各个杆件的受力不尽均匀，比刚度较小，在使用要求的刚度下，使得主反射器的整体结构重量较大，从而导致天线系统的配重增加，动力加大，成本提高。随着天线口径的增大和工作频率的提高，尤其是口径在25米以上、工作在Ka频段以上时，这种影响就显得尤为突出。设计大比刚度天线背架，已成为制造大型天线背架的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述
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中的不足之处而提供一种大型天线的均衡稳定空间网格式天线反射面背架的制造方法，与传统天线背架相比，均衡稳定空间网格式天线反射面背架拚弃了传统天线背架的平面桁架元素，具有三维受力特征，因此本专利技术结构整体性好，结构杆件分布更均衡，杆件受力更均匀，所有的杆件通常都能分担到荷载的作用，而荷载会较均匀地通过这整个结构分配到所有的支座，结构的整体比刚度大幅度提高，且本专利技术制造的均衡稳定空间网格式天线反射面背架还具有加工简单及经济合理等特点。本专利技术的目的是这样实现的，它是采用空间网格的原理设计天线反射面背架结构，把四角锥结构作为基本的连接模数单元，整个反射面背架结构由多个尺寸不等的四角锥模数单元组成，形成稳定的三维空间网格结构；包括步骤① 将组成天线反射面的每块反射面单元的四个顶点在反射面的非工作面方向，沿法向移动100至500毫米的距离，形成天线背架的上弦节点l，记为N/'，其中N、 /、)均为自然数，/为上弦节点N/'在反射面半径方向的标识，y'为上弦节点N/在反射面圆周方向的标识；② 将各上弦节点N/'分别与半径方向、圆周方向相邻的上弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架上弦面2，记为，其中M、 p、 r均为自然数，p为上弦面M;在反射面半径方向的标识，r为上弦面M^在反射面圆周方向的标识，每个上弦面M)各对应一块反射面单元，上弦节点N/即为反射面单元的支撑点；③ 根据背架结构参数要求，确定反射面背架的下弦轮廓面结构，与上弦节点相对应，在下弦轮廓面上确定下弦节点3，记为Q孓，其中Q、 ；c、 y均为自然数，x为下弦节点Q孓在反射面半径方向的标识，y为下弦节点Q《在反射面圆周方向的标识； 将各下弦节点Q《分别与半径方向、圆周方向相邻的下弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架下弦面4，记为W;，其中W、 " Z均为自然数，S为下弦面W;在反射面半径方向的标识，f为下弦面W^在反射面圆周方向的标识；⑤在上弦面M;和下弦面W;之间，以上弦面M^为底面，设计四角锥模数单元，形成整体结构的均衡稳定空间网格式天线反射面背架5;◎在反射面背架5的最大厚度处，如果四角锥模数单元的腹杆长度大于上弦面M卩的长边尺寸，则要将空间网格结构设计成双层或大于双层，层与层之间的空间网格结构的腹杆节点的选取，要满足两个必要条件a. 腹杆节点设置在通过上弦面M^形心的法线上；b. 腹杆节点设置在上、下弦节点之间的均分位置上；⑦根据反射面背架5的网格结构，采用计算机分析软件建立反射面背架计算模型并赋予材料特性，及计算、优化、校核网格结构的结果。本专利技术与
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相比具有如下优点l.本专利技术采用空间网格的原理来设计天线反射面背架结构，克服了传统天线背架中平面桁架元素的不足，形成全三维的四角锥模数单元结构，具有三维受力特征，因此结构整体性好，杆件受力更均匀，所有的杆件通常都能分担到荷载的作用，而荷载会较均匀地通过这整个结构分配到所有的支座2. 本专利技术制造的反射面背架采用的空间网格属于高次超静定结构，这意味在一个或有限数量的杆件遭破坏时，总的来讲也未必会导致整个结构坍塌，因此其结构的坚固性好。3. 本专利技术制造的反射面背架的四角锥模数单元，和传统天线背架相比，杆件在三维空间分布更均衡，受力更均匀，因此整体比刚度大幅度提高，这就意味着，在同样重量和荷载的条件下产生的变形更小，天线精度更高，或者说在同样允许的变形条件下，所需的重量更小或承受更大的荷载，成本更合理。4. 本专利技术制造的反射面背架的四角锥模数单元，可以工厂预制，现场安装，也可以用加工杆件在现场直接装配。因此容易制造，经济合理，采用一般机械加工设备就能生产，尤其是采用在现场直接装配方案，能节省大量的运输费用。附图说明图1是本专利技术制造65米天线反射面背架的30°网格结构最佳实施例的结构示意图。图1中1为上弦节点、2为上弦面、3为下弦节点、4为下弦面、5为天线反射面背架。图2是本专利技术上弦节点1、上弦面2、下弦节点3、下弦面4的结构标识示意图。图2-l是本专利技术上弦节点1 (N/')、上弦面2 (M^ )的结构标识示意图。图2-2是本专利技术下弦节点3 (Q《)、下弦面4 (W^)的结构标识示意图。具体实施例方式本专利技术最佳实施例以65米天线背架的30°网格结构单元为示例，如图1所示，图1是本专利技术制造65米天线反射面背架的30°网格结构实施例的最佳示意图。图l中包括上弦节点l、上弦面2、下弦节点3、下弦面4、天线反射面背架5。它是采用空间网格的原理设计天线反射面背架结构，把四角锥结构作为基本的连接模数单元，整个反射面背架结构由多个尺寸不等的四角锥模数单元组成，形成稳定的三维空间网格结构。本专利技术包括下列步骤(1) 将组成天线反射面的每块反射面单元的四个顶点在反射面的非工作面方向，沿法向移动100至500毫米的距离，形成天线背架的上弦节点l，记为N/'，其中N、 /、 乂均为自然数，/为上弦节点N/在反射面半径方向的标识，乂为上弦节点N/在反射面圆周方向的标识，如图1所示。实施例沿法向移动500毫米，形成天线背架的上弦节点N/'，其中30°范围的上弦节点1(N/')标识示意为l;、 U 、 ...U， lf ...159，如图2-l所示。(2) 将各上弦节点N/'分别与半径方向、圆周方向相邻的上弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架上弦面2，记为，其中M、户、r均为自然数，p为上弦面M^在反射面半径方向的标识，r为上弦面M^在反射面圆周方向的标识，每个上弦面M;各对应一块反射面单元，上弦节点N/'即为反射面单元的支撑点。实施例天线背架的上弦面M;，其中30°范围的上弦面2(M^ )标识示意为2;、 2;、…2;， 2f…2;，如图2-l所示。(3) 根据背架结构参数要求，确定反射面背架的下弦轮廓面结构，与上弦节点相对应，在下弦轮廓面上确定下弦节点3,记为Q《，其中Q、 x、 7均为自然数，^为下弦节点Q《在反射面半径方向的标识，y为下弦节点Q《在反射面圆周方向的标识。实施例确定下弦节点Q《，其中30°范围的下弦节点3 (Q纟)标识示意为3;、 3;、 ...，3;...3〖，如图2-2所示。(4) 将各下弦节点Q《分别与半径方向、圆周方向相邻的下弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架下弦面4，记为，其中W、 s、 f均为自然数，s为下弦本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种均衡稳定空间网格式反射面天线背架的制造方法，其特征在于：它是采用空间网格的原理来设计天线反射面背架结构，把四角锥结构作为基本的连接模数单元，整个反射面背架结构由多个尺寸不等的四角锥模数单元组成，形成稳定的三维空间网格结构； 包括步 骤 ①将组成天线反射面的每块反射面单元的四个顶点在反射面的非工作面方向，沿法向移动１００至５００毫米的距离，形成天线背架的上弦节点（１），记为Ｎ↓［ｉ］↑［ｊ］，其中：Ｎ、ｉ、ｊ均为自然数，ｉ为上弦节点Ｎ↓［ｉ］↑［ｊ］在反射面半径方 向的标识，ｊ为上弦节点Ｎ↓［ｉ］↑［ｊ］在反射面圆周方向的标识； ②将各上弦节点Ｎ↓［ｉ］↑［ｊ］分别与半径方向、圆周方向相邻的上弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架上弦面（２），记为Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］，其中：Ｍ、ｐ、ｒ均为 自然数，ｐ为上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］在反射面半径方向的标识，ｒ为上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］在反射面圆周方向的标识，每个上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］各对应一块反射面单元，上弦节点Ｎ↓［ｉ］↑［ｊ］即为反射面单元的支撑点； ③根据背架结构参数要 求，确定反射面背架的下弦轮廓面结构，与上弦节点相对应，在下弦轮廓面上确定下弦节点（３），记为Ｑ↓［ｘ］↑［ｙ］，其中：Ｑ、ｘ、ｙ均为自然数，ｘ为下弦节点Ｑ↓［ｘ］↑［ｙ］在反射面半径方向的标识，ｙ为下弦节点Ｑ↓［ｘ］↑［ｙ］在反射面圆周方向的标识； ④将各下弦节点Ｑ↓［ｘ］↑［ｙ］分别与半径方向、圆周方向相邻的下弦节点相连，形成由不同尺寸的梯形平面构成的背架下弦面（４），记为Ｗ↓［ｓ］↑［ｔ］，其中：Ｗ、ｓ、ｔ均为自然数，ｓ为下弦面Ｗ↓［ｓ］↑［ｔ］在反射面半径方向的标 识，ｔ为下弦面Ｗ↓［ｓ］↑［ｔ］在反射面圆周方向的标识； ⑤在上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］和下弦面Ｗ↓［ｓ］↑［ｔ］之间，以上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］为底面，设计四角锥模数单元，形成整体结构的均衡稳定空间网格式天线反射面背架（５）； ⑥在反射面背架（５）的最大厚度处，如果四角锥模数单元的腹杆长度大于上弦面Ｍ↑［ｒ］↓［ｐ］的长边尺寸，则要将空间网格结构设计成双层或大于双层，层与层之间的空间网格结构的腹杆节点的选取，要满足两个必要条件： ａ．腹杆节点设置在通过上弦面Ｍ ↑［ｒ］↓［ｐ］形心的法线上； ｂ．腹杆节点设置在上、下弦节点之间的均分位置上； ⑦根据反射面背架（５）的网格结构，采用计算机...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯贞国，刘国玺，郑元鹏，王大为，杨文宁，师民祥，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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