專利名稱：肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)射和接收電磁波的衛(wèi)星通信天線，具體涉及一種肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線。
背景技術(shù)：
天線是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通信?，F(xiàn)在衛(wèi)星上使用的通信天線，由于受到火箭發(fā)射體積和有效發(fā)射載荷的限制，多采用線狀天線或小口徑的面狀天線。經(jīng)試驗證明，線狀天線或小口徑的面狀天線在聚焦性和集射能力方面均不如大口徑拋物面形天線，因此大口徑拋物面形天線特別適合在長距離的衛(wèi)星通信上使用。而現(xiàn)有的大口徑拋物面形天線由于存在不易折疊、發(fā)射體積大、發(fā)射重量重、制造成本高的問題，已經(jīng)阻礙了大口徑拋物面形天線在衛(wèi)星通信方面的應(yīng)用，因此急需要一種易折疊、發(fā)射重量輕、發(fā)射體積小、制造成本低的大口徑拋物面形天線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決已有的大口徑拋物面形天線存在不易折疊、發(fā)射體積大、發(fā)射重量重、制造成本高的問題而提供的一種肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線。它包括拋物面形的反射體、支撐架總成、反射面層6；它還包括曲面形的肋板3、中心連接架4、充氣裝置5；所述的反射體由一組單元充氣室1-1組成，相鄰兩個單元充氣室1-1之間固定連接有所述的肋板3，肋板3的上端面與相對應(yīng)的支撐架總成中的分隔板2-1的下端面固定連接，每個肋板3的尾端與中心連接架4固定連接，每個肋板3的上端面上附著有反射面層6，每個單元充氣室1-1的尾端與充氣裝置5固定連接，所述的支撐架總成與反射體同軸，所述的反射體的口徑Φ為5～25m，所述的反射體由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成。
本發(fā)明具有以下有益效果一、本發(fā)明的反射體由于采用充氣式結(jié)構(gòu)，并且反射體由一組單元充氣室組成一個拋物面形結(jié)構(gòu)，每個單元充氣室的尾端與充氣裝置相連接，相鄰兩個單元充氣室由肋板固定連接，這樣不僅可大大減輕天線的發(fā)射重量，同時還可減小天線的發(fā)射體積，使發(fā)射成本大大降低。二、反射體采用中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成，其質(zhì)量輕、強(qiáng)度好，采用充氣膨脹的方式實現(xiàn)天線的展開，因而該天線具有折疊效率高、發(fā)射體積小、重量輕、表面精度高、氣密性能好的優(yōu)點。三、該天線具有很高的展開可靠性，通過實際的折疊展開實驗(共進(jìn)行了數(shù)十次)發(fā)現(xiàn)，天線每次都能順利展開并形成穩(wěn)固的拋物面形狀，且天線展開后，肋板沒有出現(xiàn)由于折疊而產(chǎn)生的明顯的局部變形。四、本發(fā)明的反射體采用大口徑拋物面形狀，反射體的口徑Φ選擇在5～25m范圍內(nèi)，其聚焦性能和集射能力都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于線狀天線或小口徑的面狀天線，該天線的研制成功可滿足大口徑拋物面形天線在衛(wèi)星通信方面的應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是支撐管2-3與分隔板2-1裝配在一起的俯視圖，圖3是圖2的主視圖，圖4是圖2的后視圖，圖5是本發(fā)明去掉支撐架總成后的俯視圖，圖6是圖5的A-A剖面圖，圖7是肋板3的主視圖，圖8是圖7的俯視圖，圖9是肋板3上具有鏤空3-4的主視剖面圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式由拋物面形的反射體、支撐架總成、曲面形的肋板3、中心連接架4、充氣裝置5、反射面層6組成；所述的反射體由一組單元充氣室1-1組成，相鄰兩個單元充氣室1-1之間固定連接有所述的肋板3，肋板3的上端面與相對應(yīng)的支撐架總成中的分隔板2-1的下端面固定連接，每個肋板3的尾端與中心連接架4固定連接，每個肋板3的上端面上附著有反射面層6，每個單元充氣室1-1的尾端與充氣裝置5固定連接，所述的支撐架總成與反射體同軸，所述的反射體的口徑Φ為5～25m，所述的反射體由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成。每個肋板3的上端面上附著有反射面層6，所述的反射面層6采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，用于接收和發(fā)射電磁波。
具體實施方式
二結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的反射體由三十六個單元充氣室1-1組成，相鄰兩個單元充氣室1-1的側(cè)面之間通過粘接和縫合與肋板3的兩側(cè)面固定連接。采用三十六個單元充氣室1-1，相鄰兩個單元充氣室1-1通過肋板3固定連接組成一個反射體，由肋板3支撐反射體形成拋物面形狀，反射體由每個單元充氣室1-1充氣膨脹展開而形成，因而該反射體具有重量輕，折疊效率高的優(yōu)點。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4說明本實施方式，本實施方式的支撐架總成由連接座2-2、充氣式的支撐管2-3、分隔板2-1、進(jìn)氣嘴2-4組成；每個支撐管2-3通過三個分隔板2-1分隔成三個容積相等的腔室2-3-1，每個腔室2-3-1的側(cè)壁上固定連接有進(jìn)氣嘴2-4，腔室2-3-1與分隔板2-1粘接，三個分隔板2-1的交匯處采用縫合的方式相互連接，連接座2-2的下端面沿圓周方向均勻固定連接有三個支撐管2-3，每個支撐管2-3上的分隔板2-1的上端面與連接座2-2的下端面固定連接，三個支撐管2-3呈錐體形狀放置，每個支撐管2-3上的分隔板2-1的下端面與相對應(yīng)的肋板3的上端面固定連接；所述的支撐管2-3采用封閉式結(jié)構(gòu)。采用分隔板2-1一方面可將支撐管2-3分隔成三個容積相等的腔室2-3-1；另一面起到對支撐管2-3支撐的作用，利用連接座2-2連接饋源，支撐管2-3采用充氣式結(jié)構(gòu)，可減輕支撐架總成的整體重量，三個支撐管2-3呈錐體形狀放置，具有支撐效果好，支撐牢固的優(yōu)點。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的支撐管2-3由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成，因而具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度好、表面精度高、氣密性能好的優(yōu)點。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4說明本實施方式，本實施方式的分隔板2-1由薄鋁板制成。采用薄鋁板制成的分隔板2-1，不僅可滿足支撐架總成的整體強(qiáng)度要求，同時還可降低支撐架總成的整體重量。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖1、圖6、圖7、圖8說明本實施方式，本實施方式的肋板3采用薄鋁板制成，肋板3為曲面形，肋板3的曲率半徑R1小于單元充氣室1-1的曲率半徑R2，肋板3的尾端具有直角形折彎，肋板3的小直角面3-2上具有固定孔3-3，肋板3的小直角面3-2與中心連接架4固定連接。肋板3的作用是其一用以支撐反射體形成拋物面形狀；其二是用以與中心連接架4固定連接，肋板3采用薄鋁板制成，不僅可減輕反射體的總體重量，同時還可防止肋板3銹蝕。為了進(jìn)一步減輕該天線的重量，在保證肋板3強(qiáng)度可靠的前提下，肋板3還可以采用鏤空3-4的結(jié)構(gòu)形式(參見附圖9)。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖1、圖5、圖6說明本實施方式，本實施方式的中心連接架4由槽形梁4-1、L形板4-2、第一固定環(huán)4-3組成；每個槽形梁4-1與每個L形板4-2之間固定裝有所述的肋板3的小直角面3-2，每個肋板3的小直角面3-2與第一固定環(huán)4-3固定連接，所述的槽形梁4-1上具有長孔4-1-1，所述的L形板4-2與槽形梁4-1上的長孔4-1-1相對應(yīng)的位置上具有孔4-2-1。中心連接架4的作用是將三十六個肋板3的端部連在一起，以形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。安裝時將肋板3的小直角面3-2的兩側(cè)面分別用L形板4-2和槽形梁4-1夾緊并用螺栓緊固，然后再與第一固定環(huán)4-3固定連接，從而將三十六個單元充氣室1-1與中心連接架4連接在一起形成一個整體。槽形梁4-1上的長孔4-1-1和L形板4-2上的孔4-2-1用于固定充氣裝置5上的充氣支管5-1。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八結(jié)合圖1、圖5、圖6說明本實施方式，本實施方式的槽形梁4-1和L形板4-2均由鋁板制成。選用鋁板制作槽形梁4-1和L形板4-2，不僅可減輕中心連接架4的重量，同時還可防止中心連接架4銹蝕。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九結(jié)合圖1、圖6說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
七的不同點是本實施方式的中心連接架4還增加有第二固定環(huán)4-4；第二固定環(huán)4-4位于第一固定環(huán)4-3的正下方，第二固定環(huán)4-4與每個肋板3的小直角面3-2固定連接。增加第二固定環(huán)4-4可使每個肋板3與中心連接架4連接更加牢固。
具體實施方式
十結(jié)合圖1、圖5、圖6說明本實施方式，本實施方式的充氣裝置5由充氣支管5-1、氣嘴5-2、充氣總管5-3組成；每根充氣支管5-1的一端與單元充氣室1-1的尾端固定連接，每根充氣支管5-1的另一端穿過肋板3上的固定孔3-3、槽形梁4-1上的長孔4-1-1及L形板4-2上的孔4-2-1與充氣總管5-3外壁上相對應(yīng)的孔固定連接，充氣總管5-3與氣嘴5-2固定連接。采用此結(jié)構(gòu)，可將三十六個充氣支管5-1固定在支撐架總成上，每個充氣支管5-1與充氣總管5-3相連接，當(dāng)對充氣總管5-3進(jìn)行充氣時，利用充氣支管5-1進(jìn)行對三十六個單元充氣室1-1進(jìn)行充氣，使每個單元充氣室1-1充氣均勻。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點是本實施方式的反射體的口徑Φ為5m。經(jīng)測試，采用此參數(shù)的天線重量為30Kg、表面精度為0.3mm、氣密性能為10Pa/h、折疊效率為15.625(折疊前的體積/折疊后的體積)。
具體實施方式
十二結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點是本實施方式的反射體的口徑Φ為15m。經(jīng)計算分析，采用此參數(shù)的天線重量為130Kg、表面精度為0.8mm、氣密性能為15Pa/h、折疊效率為50.241(折疊前的體積/折疊后的體積)。
具體實施方式
十三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一的不同點是本實施方式的反射體的口徑Φ為25m。經(jīng)計算分析，采用此參數(shù)的天線重量為200Kg、表面精度為1.5mm、氣密性能為20Pa/h、折疊效率為80.024(折疊前的體積/折疊后的體積)。
權(quán)利要求
1.一種肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，它包括拋物面形的反射體、支撐架總成、反射面層(6)；其特征在于它還包括曲面形的肋板(3)、中心連接架(4)、充氣裝置(5)；所述的反射體由一組單元充氣室(1-1)組成，相鄰兩個單元充氣室(1-1)之間固定連接有所述的肋板(3)，肋板(3)的上端面與相對應(yīng)的支撐架總成中的分隔板(2-1)的下端面固定連接，每個肋板(3)的尾端與中心連接架(4)固定連接，每個肋板(3)的上端面上附著有反射面層(6)，每個單元充氣室(1-1)的尾端與充氣裝置(5)固定連接，所述的支撐架總成與反射體同軸，所述的反射體的口徑(Φ)為5～25m，所述的反射體由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的反射體由三十六個單元充氣室(1-1)組成，相鄰兩個單元充氣室(1-1)的側(cè)面之間通過粘接和縫合與肋板(3)的兩側(cè)面固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的支撐架總成由連接座(2-2)、充氣式的支撐管(2-3)、分隔板(2-1)、進(jìn)氣嘴(2-4)組成；每個支撐管(2-3)通過三個分隔板(2-1)分隔成三個容積相等的腔室(2-3-1)，每個腔室(2-3-1)的側(cè)壁上固定連接有進(jìn)氣嘴(2-4)，腔室(2-3-1)與分隔板(2-1)粘接，三個分隔板(2-1)的交匯處采用縫合的方式相互連接，連接座(2-2)的下端面沿圓周方向均勻固定連接有三個支撐管(2-3)，每個支撐管(2-3)上的分隔板(2-1)的上端面與連接座(2-2)的下端面固定連接，三個支撐管(2-3)呈錐體形狀放置，每個支撐管(2-3)上的分隔板(2-1)的下端面與相對應(yīng)的肋板(3)的上端面固定連接；所述的支撐管(2-3)采用封閉式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的支撐管(2-3)由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的分隔板(2-1)由薄鋁板制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的肋板(3)采用薄鋁板制成，肋板(3)的曲率半徑(R1)小于單元充氣室(1-1)的曲率半徑(R2)，肋板(3)的尾端具有直角形折彎，肋板(3)的小直角面(3-2)上具有固定孔(3-3)，肋板(3)的小直角面(3-2)與中心連接架(4)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的中心連接架(4)包括槽形梁(4-1)、L形板(4-2)、第一固定環(huán)(4-3)；每個槽形梁(4-1)與每個L形板(4-2)之間固定裝有所述的肋板(3)的小直角面(3-2)，每個肋板(3)的小直角面(3-2)與第一固定環(huán)(4-3)固定連接，所述的槽形梁(4-1)上具有長孔(4-1-1)，所述的L形板(4-2)與槽形梁(4-1)上的長孔(4-1-1)相對應(yīng)的位置上具有孔(4-2-1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的槽形梁(4-1)和L形板(4-2)均由鋁板制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的中心連接架(4)還包括第二固定環(huán)(4-4)；第二固定環(huán)(4-4)位于第一固定環(huán)(4-3)的正下方，第二固定環(huán)(4-4)與每個肋板(3)的小直角面(3-2)固定連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，其特征在于所述的充氣裝置(5)由充氣支管(5-1)、氣嘴(5-2)、充氣總管(5-3)組成；每根充氣支管(5-1)的一端與單元充氣室(1-1)的尾端固定連接，每根充氣支管(5-1)的另一端穿過肋板(3)上的固定孔(3-3)、槽形梁(4-1)上的長孔(4-1-1)及L形板(4-2)上的孔(4-2-1)與充氣總管(5-3)外壁上相對應(yīng)的孔固定連接，充氣總管(5-3)與氣嘴(5-2)固定連接。
全文摘要
肋板支撐充氣展開式大口徑拋物面形天線，它涉及一種發(fā)射和接收電磁波的衛(wèi)星通信天線。本發(fā)明解決了已有大口徑拋物面形天線存在不易折疊、發(fā)射體積大、發(fā)射重量重、制造成本高的問題。本發(fā)明的反射體由一組單元充氣室1－1組成，相鄰兩個單元充氣室1－1之間固接有肋板3，肋板3與支撐架總成中的分隔板2－1固接，每個肋板3的尾端與中心連接架4固接，每個肋板3的上端面附著有反射面層6，每個單元充氣室1－1的尾端與充氣裝置5固接，反射體的口徑Φ為5～25m，反射體由中間為鋁箔材料、兩側(cè)為塑料薄膜的三層復(fù)合材料制成。本發(fā)明具有折疊效率高、發(fā)射體積小、重量輕、氣密性能好、聚焦性能和集射能力強(qiáng)的優(yōu)點，是理想的衛(wèi)星通信天線。
文檔編號H01Q15/14GK1734840SQ200510010298
公開日2006年2月15日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者譚惠豐, 苗常青, 李云良, 謝志民, 杜星文 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)