[发明专利]天线阵面

说明书

本发明提供的一种天线阵面，包括：面板；加强筋单元，若干个加强筋单元依次设置在面板的一侧；其中加强筋单元包括交叉设置的第一加强筋及第二加强筋，第一加强筋与第二加强筋之间的夹角为60°。与现有技术相对，本发明具有如下优势：本发明的天线阵面为柔性薄板，质量轻，收拢状态的应变能较小，展开时易于控制，可靠平稳；本发明的天线阵面可卷曲在足够小的空间而不发生塑性变形，有利于天线高收纳比设计；本发明对阵面形状采用整体加工成型的方式，工艺成熟，形面精度高，可直接加工出不同形状的阵面，适用范围广；本发明的天线阵面加强条布置使柔性阵面具备一定刚度，有一定的在轨形状保持能力；采用碳纤维复合材料，在轨热变形小。

技术领域

本发明涉及航天器天线阵面结构，具体为一种复合材料低变形抛物柱面天线阵面。

背景技术

大型可展开天线是近年来航天技术领域研究的热点，收纳比、重量、形面精度是可展天线设计中要考虑的重要指标。按照天线的结构形式，目前国内外已研制出网状天线、固面天线以及充气式展开天线三类。网状天线的特点是阵面多采用轻质的可以折叠的金属网编制而成，阵面后有背架支撑，通过背架的收缩与伸展实现天线的收展，网状天线已衍生出径向肋、缠绕肋、环形桁架式等多种形式，具备很高的收纳比，已投入在轨使用的网状天线口径可达20m以上，但尺寸的增大使得网状天线形面精度的控制尤为复杂，背架的存在也大大增加了天线质量。固面天线的阵面一般由整块柔性薄壳构成，常见的阵面材料有CFRP(碳纤维增强塑料板)，依靠薄壳收拢时存储的应变能展开。固面天线具备较高的形面精度，但是收拢状态的体积越小，阵面的应变能越大，使得展开过程难以平稳可控，所以固面天线的收纳比一般较低。充气式天线在收纳比方面优势显著，但材料技术的发展制约了其形面精度，且空间环境中的碎片撞击等因素降低了其可靠性。

目前在轨使用的可展开天线以抛物面型为主，英国剑桥大学可展结构实验室曾研究了一种折叠抛物柱面天线，阵面选用刚度较大的碳纤维增强塑料板，阵面在卷曲状态被折叠，展开过程存在一定的冲击。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种有利于提高天线收纳比、形面精度、可靠性等关键性能的轻量化的天线阵面。

为了达到上述发明目的，本发明提供的一种天线阵面，包括：面板；加强筋单元，若干个所述加强筋单元依次设置在所述面板的一侧；其中所述加强筋单元包括交叉设置的第一加强筋及第二加强筋，所述第一加强筋与所述第二加强筋之间的夹角为60°。

优选地，若干个所述加强筋单元交错设置。

优选地，相邻的所述第一加强筋之间的间距为400mm。

优选地，相邻的所述第二加强筋之间的间距为400mm。

优选地，所述第一加强筋及所述第二加强筋的宽度为5mm、厚度为0.8mm。

优选地，在所述面板的另一侧涂布有金属膜。

优选地，所述面板的厚度为0.3mm～0.5mm。

优选地，所述面板为抛物柱面形。

优选地，所述面板的材质为碳纤维复合材料。

与现有技术相对，本发明具有如下优势：

(1)本发明的天线阵面为柔性薄板，质量轻，收拢状态的应变能较小，展开时易于控制，可靠平稳；

(2)本发明的天线阵面可卷曲在足够小的空间而不发生塑性变形，有利于天线高收纳比设计；

(3)本发明对阵面形状采用整体加工成型的方式，工艺成熟，形面精度高，可直接加工出不同形状的阵面，适用范围广；

(4)本发明的天线阵面加强条布置使柔性阵面具备一定刚度，有一定的在轨形状保持能力；

(5)采用碳纤维复合材料，在轨热变形小。