可变形天线反射面制造技术

一种可变形天线反射面，它涉及一种天线反射面。本发明专利技术的目的是解决目前反射面天线无法满足复杂多变的空间环境，且在空间中不能对其进行在轨热变形控制和在轨振动控制导致在轨反射面天线精度降低及目前的空间天线不能结构变形无法满足各种空间要求的问题。所述驱动器包括端盖、驱动轴、壳体、工作线圈或导线和驱动功能材料体，所述端盖装在壳体上，所述驱动轴为十字形，所述驱动轴的一端与端盖连接，与其相对的一端与驱动功能材料体连接，另外两端与壳体的侧壁接触，驱动轴可沿壳体轴向滑动，工作线圈或导线设在驱动轴与壳体之间且位于驱动功能材料体的外部。本发明专利技术用于实现航天器天线在轨热变形的控制、振动控制和反射面变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线反射面。
技术介绍
未来的卫星通信、宇宙探索、地面跟踪和射电天文都广泛采用大口径反射面天线， 以前的网状天线发射前尽管在地面调整的满足了网面精度的要求(以往研究仅限于地面调 整)，由于空间环境是一个复杂多变的环境，又不能对其进行在轨热变形控制及在轨振动控 制，所以在轨天线还是产生了意料不到的精度下降。对通信卫星而言，通信卫星、地球、月亮和太阳夜以继日不停地在各自轨道上运 行，当它们之间处于特定的相对位置时，会构成对卫星通信的影响，降低通信质量；另外为 适应宽带多媒体通信卫星系统终端小型化、业务宽带化和服务个性化的趋势，通信卫星天 线要达到高增益、窄波束、高效率、多功能等指标，在轨道的不同位置就需要不同的通信密 度和工作频率，往往不同波段需要采用不同的反射面形状，这就要求天线能够实现在轨精 密的结构变形，从而具有不同的频率，来满足各种空间要求，完成多种的空间任务。传统的空间天线是在建立在简化或理想化的天线结构模型或者工程经验公式的 基础上，其形状的控制主要靠发射前在地面调整到理论面，难以根据实际天线结构和空间 环境做到适时调整，以充分保证反射面精度并满足空间需求。智能材料和结构技术的发展，尤其是形状记忆聚合物、电致活性聚合物、形状记忆 合金、磁致伸缩材料、电磁流变体、磁流变液体、铁电马氏体等主动变形材料的出现，突破了 地面调整的局限，使在轨变形成为可能，能够实现在轨调整，极大的推动空间可展开结构的 发展。目前，各种驱动器已成功地应用在精密定位、精密加工、智能结构、生物工程、航空航 天、电子通讯、汽车工业、机器人关节、医疗器械等众多技术领域。2008年1月16日公开的(公开号为CNlOl 106216A)《形状记忆材料的可展开固体表面天线反射面》专利记载的天线反射面不能在空间结构变形无法满足通信卫星空间要求 的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前反射面天线无法满足复杂多变的空间环境，且在空 间中不能对其进行在轨热变形控制和在轨振动控制导致在轨反射面天线精度降低及目前 的空间天线不能结构变形无法满足通信卫星空间要求的问题，提出了一种可变形天线反射 本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是所述可变形天线反射面包括反射 表面体、第一环向加强件、第二环向加强件和一组径向加强片，反射表面体为中间设置有圆 形开口的抛物面形，在反射表面体的背面的上边缘处固定连接有第一环向加强件，在反射 表面体的背面的下边缘处固定连接有第二环向加强件，第一环向加强件和第二环向加强件 之间的反射表面体的背面设有沿抛物线方向排列的一组径向加强片，所述可变形天线反射面还包括一组驱动器，所述驱动器包括端盖、驱动轴、壳体、工作线圈或导线和驱动功能材料体，所述端盖装在壳体上，所述驱动轴为十字形，所述驱动轴的一端与端盖连接，与其相 对的一端与驱动功能材料体连接，另外两端与壳体的侧壁接触，驱动轴可沿壳体轴向滑动， 工作线圈或导线设在驱动轴与壳体之间且位于驱动功能材料体的外部；反射表面体的背面设有一组驱动器，一组驱动器位于第一环向加强件和第二环向加强 件之间且沿抛物面环向分布，每个驱动器的驱动轴与反射表面体接触；反射表面体的材料为复合材料薄膜，复合材料薄膜由压电陶瓷、压电单晶、压电半导 体、压电聚合物、压电复合材料、压电液晶材料、形状记忆合金、形状记忆复合材料、磁致伸 缩材料、电磁流变体、磁流变液或超磁致伸缩薄膜制成。本专利技术具有以下有益效果1.本专利技术能够实现天线在轨变形，本专利技术利用驱动器 对反射面的形状进行在轨精密调整，既能实现对其进行热变形及在轨振动控制，又能够实 现在轨精密的结构变形，来满足不同的空间要求，以使天线的反射面性能满足工作需要； 2.本专利技术突破了地面调整的局限，实现了在轨调整；3.本专利技术的反射面的材料为复合材料 薄膜，充分利用了复合材料高比模量、高比刚度、空间适应性好、可设计性强的优点，能很好 的克服网状或固体反射面表面精度较低、结构复杂、可靠性低的缺点；4.本专利技术具有功能 多、适用范围广、灵活性大和较少依赖设计者经验的优势，突破了仅限于地面调整的限制。附图说明图1是本专利技术的在轨结构立体图，图2是图1的侧视图，图3是本专利技术反射面体变 形后的结构立体图，图4是驱动器结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1说明本实施方式，本实施方式的可变形天线反射面包 括反射表面体1、第一环向加强件2、第二环向加强件3和一组径向加强片4，反射表面体1 为中间设置有圆形开口的抛物面形，在反射表面体1的背面的上边缘处固定连接有第一环 向加强件2，在反射表面体1的背面的下边缘处固定连接有第二环向加强件3，第一环向加 强件2和第二环向加强件3之间的反射表面体1的背面设有沿抛物线方向排列的一组径向 加强片4，所述可变形天线反射面还包括一组驱动器5，所述驱动器5包括端盖5-1、驱动轴 5-2、壳体5-3、工作线圈或导线5-4和驱动功能材料体5-5，所述端盖5_1装在壳体5_3上， 所述驱动轴5-2为十字形，所述驱动轴5-2的一端与端盖5-1连接，与其相对的一端与驱动 功能材料体5-5连接，另外两端与壳体5-3的侧壁接触，驱动轴5-2可沿壳体5-3轴向滑动， 工作线圈或导线5-4设在驱动轴5-2与壳体5-3之间且位于驱动功能材料体5-5的外部； 其中工作线圈或导线5-4的正负极和驱动功能材料体5-5连接；反射表面体1的背面设有一组驱动器5，一组驱动器5位于第一环向加强件2和第二环 向加强件3之间且沿抛物面环向分布，每个驱动器5的驱动轴5-2与反射表面体1接触；反射表面体1的材料为复合材料薄膜，复合材料薄膜由压电陶瓷、压电单晶、压电半导 体、压电聚合物、压电复合材料、压电液晶材料、形状记忆合金、形状记忆复合材料、磁致伸 缩材料、电磁流变体、磁流变液或超磁致伸缩薄膜制成；反射面体1安装的馈源和背架支撑结构与一般网状可展开天线相同。具体实施方式二 本实施方式的驱动器5还包括电阻加热膜5-6，驱动功能材料体 5-5的外部设有电阻加热膜5-6，其中导线5-4的正负极和电阻加热膜5-6连接。电阻加热 膜5-6由镍铬电阻材料、镍铬铁电阻材料、铁铬电阻材料、镍铬铝铁电阻材料、铁铬铝电阻 材料、钼电阻材料、纯镍电阻材料、锰铜电阻材料、康铜电阻材料、铜镍电阻材料、铁电阻材 料或铜电阻材料制成。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 具体实施方式三本实施方式的压电材料按体积分数比由5 98份介电弹性体材 料和2 95份增强相材料构成，压电材料结构简单、直接驱动、低成本、轻质量、大位移且高 效率，目前为具有重要潜在应用价值的一种驱动材料。其它组成及连接关系与具体实施方 式一相同。具体实施方式四本实施方式的介电弹性体材料为丙烯酸或硅橡胶，此结构具有 超大变形(380% )、高弹性能密度(3. 4J/g)，高效率和超短反应时间、疲劳寿命高、循环次 数高等特点，为制作轻便、微型化、精度高的驱动器提供了条件，是极有发展满力的一种智 能材料。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五本实施方式的增强相材料为高介电常数钛酸钡颗粒或镍粉、石 墨粉、晶须、碳化硅粉末、铜粉、银粉和铝粉中的一种或几种、玻璃石墨纤维、碳纤维、玻璃纤 维、芳纶纤维、硼纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变形天线反射面，所述可变形天线反射面包括反射表面体（１）、第一环向加强件（２）、第二环向加强件（３）和一组径向加强片（４），反射表面体（１）为中间设置有圆形开口的抛物面形，在反射表面体（１）的背面的上边缘处固定连接有第一环向加强件（２），在反射表面体（１）的背面的下边缘处固定连接有第二环向加强件（３），第一环向加强件（２）和第二环向加强件（３）之间的反射表面体（１）的背面设有沿抛物线方向排列的一组径向加强片（４），其特征在于所述可变形天线反射面还包括一组驱动器（５），所述驱动器（５）包括端盖（５－１）、驱动轴（５－２）、壳体（５－３）、工作线圈或导线（５－４）和驱动功能材料体（５－５），所述端盖（５－１）装在壳体（５－３）上，所述驱动轴（５－２）为十字形，所述驱动轴（５－２）的一端与端盖（５－１）连接，与其相对的一端与驱动功能材料体（５－５）连接，另外两端与壳体（５－３）的侧壁接触，驱动轴（５－２）可沿壳体（５－３）轴向滑动，工作线圈或导线（５－４）设在驱动轴（５－２）与壳体（５－３）之间且位于驱动功能材料体（５－５）的外部；反射表面体（１）的背面设有一组驱动器（５），一组驱动器（５）位于第一环向加强件（２）和第二环向加强件（３）之间且沿抛物面环向分布，每个驱动器（５）的驱动轴（５－２）与反射表面体（１）接触；反射表面体（１）的材料为复合材料薄膜，复合材料薄膜由压电陶瓷、压电单晶、压电半导体、压电聚合物、压电复合材料、压电液晶材料、形状记忆合金、形状记忆复合材料、磁致伸缩材料、电磁流变体、磁流变液或超磁致伸缩薄膜制成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冷劲松，刘彦菊，张蕊瑞，兰鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]