[发明专利]一种卫星天线环形阵列可展单元结构

说明书

技术领域

本发明属于结构设计技术领域，具体地说，涉及一种卫星天线环形阵列可展单元结构。

背景技术

天线是卫星上的重要结构件。为了增强卫星的覆盖区域和精度，天线须满足非常宽的信号接受频带，同时因为所要接受的信号很弱，即要求天线的增益要高，满足其要求的可行性途径是增大卫星天线的口径。同时，为了满足卫星多功能、大容量、多谱段、大功率、长寿命的要求，需要卫星天线趋于大型化和复杂化，但同时又面临着运载工具的有效空间和运载能力的限制，解决其矛盾的最为可行的方法是采用更好的天线结构。

可展环形阵列天线是目前应用较多的一种大型空间天线，卫星天线结构的复杂程度及可展机构的自由度对于卫星天线展开系统性能优劣具有重要影响。现有用于星载天线系统的展开机构，主要由多个可收缩的基本单元通过某种方式组合而成，来实现同步收缩和展开的功能。一种常见的可展环状桁架天线是以对角杆长度可变的平行四边形机构为单元机构进行环形阵列，单元机构各连杆之间铰接，由绳索串联并驱动各个单元展开，从而达到整个桁架体系展开的效果。该类型可展开机构虽然具有收缩比大的优点，但也具有同步性差、冲击大、部分零件机构过于复杂、制造成本高、展开精度低的不足。

发明专利201210021574中，提出了一种沿中心轴径向布置的可展天线，其优点是能获得较大的展开半径，而获得较大的展开半径是依赖于增加基本单元的数量，而且为了保证单元机构，需要在六个方向同时布置相同数量的单元，但增加了单元机构的复杂性和机构的整体质量，在实际操作时有较大的难度。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种卫星天线环形阵列可展单元结构，该单元结构利用其几何尺寸的比例关系达到收缩和展开的要求，且环形阵列前后只有一个自由度，易于驱动和控制，驱动方式可靠、结构稳定性好，可靠性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:采用多个相同的单元构成环形可展阵列，相邻单元通过共用的中间杆组件连接，相邻单元之间的夹角为10°～160°；所述单元结构包括二个水平杆组件、二个中间杆组件、二个对角杆组件，水平杆组件和对角杆组件与中间杆组件铰接，形成四边形单元结构；

所述水平杆组件包括空心圆杆、同步齿轮接头、水平杆叉形接头，空心圆杆的两端分别与同步齿轮接头和水平杆叉形接头连接，同步齿轮接头和水平杆叉形接头上均有铰接孔，同步齿轮接头和水平杆叉形接头分别与中间杆A型接头和中间杆B型接头铰接；

所述中间杆组件包括第二圆杆、第一圆杆、中间杆A型接头、中间杆B型接头，第一圆杆与第二圆杆为等长度杆,第一圆杆外径与第二圆杆内径相等，第一圆杆嵌套在第二圆杆内，第二圆杆内部嵌入有驱动弹簧，驱动弹簧位于第一圆杆端部，形成伸缩杆件，第二圆杆另一端与中间杆A型接头连接，中间杆A型接头与水平杆的同步齿轮接头铰接，第一圆杆另一端与中间杆B型接头连接，中间杆B型接头与水平杆叉形接头铰接；

所述对角杆组件包括对角杆、二个对角杆叉形接头，对角杆两端分别与二个对角杆叉形接头连接，对角杆两端的对角杆叉形接头与中间杆B型接头铰接。

单元结构件长度的比例为:中间杆组件的第一圆杆、第二圆杆轴向长度均为3，水平杆组件的长度为3，对角杆组件的长度为5，单元结构完全收缩状态时所有杆件平行分布，完全展开时水平杆组件与中间杆组件垂直，单元结构水平方向收缩比为1:20。

有益效果

本发明提出的一种卫星天线环形阵列可展单元结构,采用多个相同的单元构成环形可展阵列；单元结构利用其几何尺寸的比例关系达到收缩和展开的要求，且可展环形阵列前后只有一个自由度，易于驱动和控制，驱动方式可靠,结构稳定性好，可靠性高。可展环形阵列展开过程平稳。每个单元结构由相同结构的二个水平杆组件、二个中间杆组件、二个对角杆组件组成，水平杆组件和对角杆组件与中间杆组件铰接，形成四边形单元结构；零部件种类少，加工精度要求低，装配简单便捷，重量轻。

本发明卫星天线环形阵列可展单元结构与现有技术相比,改善了传统的可展机构的单元之间的驱动方式，各单元之间没有需要绳索的串联驱动，展开精度高，同步性好。在其不改变各个零件的结构和尺寸的情况下，单元的数量可根据需要任意增加或减少；各零部件可重复使用。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种卫星天线环形阵列可展单元结构作进一步详细说明。

图1为本发明卫星天线环形阵列可展单元结构示意图。

图2为本发明的单元结构示意图。

图3为本发明的水平杆组件示意图。