專利名稱：二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及反射面天線領(lǐng)域中的一種二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置，特別適用于大口徑、大溫差工作環(huán)境、工作在高頻段，尤其是天線口徑大于25米、工作環(huán)境溫差在50℃以上、工作頻率在Ka頻段以上的各種形式的反射面天線用作高精度主、副反射面的天線裝置。

背景技術(shù)：
工作在高頻段的大型天線，其反射面精度(通常用表面均方根σ來描述)對電氣指標(biāo)有決定性的影響，在影響反射面精度σ的諸因素之中，工作環(huán)境溫度的影響是突出的因素，天線口徑大于25米、工作頻率在Ka頻段以上的高精度反射面天線，特別是目前在露天環(huán)境常用的鋼材背架和鋁材反射面天線，由于傳統(tǒng)的方法采用的是諸如螺桿等組件直接硬連接的方法，不能協(xié)調(diào)鋼材背架和鋁材反射面單元之間由于鋼、鋁不同材料線膨脹系數(shù)而引起的變形差值，從而導(dǎo)致在大溫差條件下熱變形因素對反射面精度σ的明顯惡化作用，迄今為止還沒有可靠、有效、經(jīng)濟(jì)的方法能加以控制。
申請人:申請的中國專利、申請?zhí)枮?00920101509.X、名稱為《一種具有自動調(diào)節(jié)天線反射面熱變形的天線裝置》專利中，其公開了一種采用單自由度調(diào)整件和雙自由度調(diào)整件組合進(jìn)行不同材質(zhì)間溫差熱變形自動調(diào)節(jié)的原理，進(jìn)行天線反射面溫度自適應(yīng)調(diào)整的方法，該方法在每塊反射面單元上，采用兩個單自由度調(diào)整件和兩個雙自由度調(diào)整件的組合，使得在反射面單元的六個安裝自由度確定的同時，反射面單元在半徑方向溫差變形的位移自由度和在圓周方向溫差變形轉(zhuǎn)動自由度被釋放，從而大幅度地提高反射面單元溫度變形的自適應(yīng)性，大大地弱化了反射面的溫差熱變形，該方法既簡單，又經(jīng)濟(jì)有效，但存在著反射面單元在圓周方向的溫差變形的位移自由度沒有被放開、溫差變形不能自由釋放的缺陷，因?yàn)榉瓷涿鎲卧臏夭钭冃挝灰剖菧夭钭冃吾尫诺闹饕绞?，所以該方法?dǎo)致在大溫差條件下，熱變形因素對反射面精度σ的影響還沒有得到理想的消除。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置，采用在每塊反射面單元的非工作面的四個角部設(shè)置調(diào)整點(diǎn)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、外調(diào)整點(diǎn)B、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C、外調(diào)整點(diǎn)D，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A和外調(diào)整點(diǎn)B在同一半徑方向，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C和外調(diào)整點(diǎn)D在同一半徑方向，在調(diào)整點(diǎn)上分別對應(yīng)安裝無位移調(diào)整件、徑位移調(diào)整件、周位移調(diào)整件、二維位移調(diào)整件，組合成整體安裝時定位確定、半徑和圓周二維方向的溫差變形的位移自由度放開的調(diào)整裝置，進(jìn)行天線反射面溫度全自動適應(yīng)調(diào)整。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝應(yīng)力小、重量輕、易加工、價格成本低廉，性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型它包括無位移調(diào)整座(5)、無位移軸(9)、十字軸塊(18)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的無位移調(diào)整件(1)；由徑位移調(diào)整座(6)、徑位移軸(10)、十字軸塊(18)、無位移軸(9)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的徑位移調(diào)整座(2)；由周位移調(diào)整座(7)、內(nèi)周位移軸(11)、十字軸塊(18)、無位移軸(9)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的周位移調(diào)整件(3)；由徑位移調(diào)整座(6)、徑位移軸(10)、寬十字軸塊(8)、外周位移軸(12)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成二維位移調(diào)整件(4)，還包括天線反射面單元(16)、反射面背架(17)、標(biāo)準(zhǔn)件(14)、大標(biāo)準(zhǔn)件(15)；在反射面單元(16)的非工作面的四個角部設(shè)置調(diào)整點(diǎn)，反射面單元靠近天線反射面中心一側(cè)的兩個調(diào)整點(diǎn)分別為內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C，反射面單元遠(yuǎn)離天線反射面中心一側(cè)的兩個調(diào)整點(diǎn)分別為外調(diào)整點(diǎn)B、外調(diào)整點(diǎn)D，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A和外調(diào)整點(diǎn)B設(shè)置在同一半徑方向，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C和外調(diào)整點(diǎn)D設(shè)置在同一半徑方向； 所述的十字軸塊(18)單支臂端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在無位移調(diào)整座(5)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成無位移調(diào)整件(1)； 所述的十字軸塊(18)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成徑位移調(diào)整件(2)； 所述的十字軸塊(18)單支臂端通過內(nèi)周位移軸(11)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成周位移調(diào)整件(3)； 所述的寬十字軸塊(8)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過外周位移軸(12)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在寬十字軸塊(8)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成二維位移調(diào)整件(4)； 無位移調(diào)整件(1)用膠粘接安裝在反射面單元(16)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A 上，與無位移調(diào)整座(5)相配合的無位移軸(9)的軸線與天線反射面的半徑方向一致； 徑位移調(diào)整件(2)用膠粘接安裝在反射面單元(16)外調(diào)整點(diǎn)B上，徑位移軸(10)的軸線與天線反射面的半徑方向一致； 周位移調(diào)整件(3)用膠粘接安裝在反射面單元(16)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C上，內(nèi)周位移軸(11)的軸線與天線反射面的半徑方向垂直； 二維位移調(diào)整件(4)用膠粘接安裝在反射面單元(16)外調(diào)整點(diǎn)D上，徑位移軸(10)的軸線與天線反射面的半徑方向一致，外周位移軸(12)的軸線與天線反射面的半徑方向垂直； 安裝有無位移調(diào)整件(1)、徑位移調(diào)整件(2)、周位移調(diào)整件(3)、二維位移調(diào)整件(4)的反射面單元(16)通過各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿端、用大標(biāo)準(zhǔn)件(15)安裝到天線背架(17)相應(yīng)位置的調(diào)整板上，分別調(diào)整各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿高度，使反射面單元(16)位置達(dá)到預(yù)置高度，組裝成二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置。
本實(shí)用新型十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸、十字軸塊(18)內(nèi)、外支臂間距尺寸、調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸均為Y；無位移調(diào)整座(5)的內(nèi)、外支臂間距尺寸為X1，使X1＝Y(jié)； 徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間距尺寸X2為十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸Y與ΔL2之和，即X2＝Y(jié)+ΔL2 式中ΔL2＝L2×Δt(α1-α2) 其中L2為反射面單元的徑向公稱尺寸，單位為毫米；Δt為工作溫差，單位為℃；α1為反射面單元的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1；α2為背架的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1 周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)、外支臂間距尺寸X3為十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸Y與ΔL3之和，即X3＝Y(jié)+ΔL3 式中ΔL3＝L3×Δt(α1-α2) 其中L3為反射面單元的內(nèi)端圓周方向尺寸，單位為毫米； 寬十字軸塊(8)的單支臂配合厚度尺寸與調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸相等，均為Y。寬十字軸塊(8)內(nèi)、外支臂間距尺寸X4為調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸Y與ΔL4之和，即X4＝Y(jié)+ΔL4 式中ΔL4＝L4×Δt(α1-α2) 其中L4為反射面單元的外端圓周方向尺寸，單位為毫米。
本實(shí)用新型十字軸塊(18)的單支臂與徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W1，與外支臂的間隙尺寸為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1 式中W1、W2的單位為毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t為調(diào)整時的環(huán)境溫度，t1至t2為環(huán)境溫差，單位為℃； 十字軸塊(18)的單支臂與周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W3，與外支臂的間隙尺寸為W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W3/W4＝Δt2/Δt1； 寬十字軸塊(8)的單支臂與徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W1，與外支臂的間隙尺寸為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1； 調(diào)整螺桿(13)與寬十字軸塊(8)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W5，與外支臂的間隙尺寸為W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W5/W6＝Δt2/Δt1。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn) 1.本實(shí)用新型克服了中國專利申請?zhí)枮?00920101509.X、名稱為《一種具有自動調(diào)節(jié)天線反射面熱變形的天線裝置》專利中采用兩個單自由度調(diào)整件和兩個雙自由度調(diào)整件的組合，反射面單元的溫差變形的位移自由度僅在半徑方向被釋放的制造方法的不足，本實(shí)用新型采用了無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2、周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4組合，使在半徑和圓周二維方向的溫差變形的位移自由度均被釋放，實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)的反射面單元與背架之間的溫差熱變形全自動適應(yīng)，其特點(diǎn)是既保持了《一種具有自動調(diào)節(jié)天線反射面熱變形的天線裝置》專利中的優(yōu)點(diǎn)，同時又大大提高了溫差熱變形的全自動適應(yīng)性能，消除了大溫差條件下熱變形因素對反射面精度σ的影響，提供了迄今為止更有效、更經(jīng)濟(jì)的溫差熱變形的全自動適應(yīng)方法。
2.本實(shí)用新型各個調(diào)整組件上設(shè)置了十字軸塊18零件，具有萬向軸節(jié)功能，能有效減小反射面單元16調(diào)整應(yīng)力和變形，使調(diào)整組件與反射面單元16之間的連接力學(xué)性能優(yōu)化，提高反射面的總裝精度。
3.本實(shí)用新型通過調(diào)整組件同時解除外調(diào)整點(diǎn)B和外調(diào)整點(diǎn)D在天線反射面半徑方向的位移約束、解除內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C和外調(diào)整點(diǎn)D在天線反射面圓周方向的位移約束的方法，來實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)的反射面和背架之間的溫差變形全自行適應(yīng)的功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、易加工，調(diào)整方便、性能穩(wěn)定可靠、價格成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-1是本實(shí)用新型反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C、外調(diào)整點(diǎn)B、外調(diào)整點(diǎn)D的位置示意圖。
圖1-2是本實(shí)用新型圖1-1中的E-E剖視圖，圖中所示為無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2的安裝示意圖。
圖1-3是本實(shí)用新型圖1-1中的F-F剖視圖，圖中所示為周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4的安裝示意圖。
圖1-4是本實(shí)用新型圖1-2中局部I的無位移調(diào)整件1的放大安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-5是本實(shí)用新型圖1-2中局部II的徑位移調(diào)整件2的放大安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-6是本實(shí)用新型圖1-3中局部III的周位移調(diào)整件3的安裝放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-7是本實(shí)用新型圖1-3中局部IV的二維位移調(diào)整件4的安裝放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2、周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-1是本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-2是本實(shí)用新型圖2-1無位移調(diào)整件1的G-G剖視圖。
圖2-3是本實(shí)用新型徑位移調(diào)整件2的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-4是本實(shí)用新型圖2-3徑位移調(diào)整件2的H-H剖視圖。
圖2-5是本實(shí)用新型周位移調(diào)整件3的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-6是本實(shí)用新型圖2-5周位移調(diào)整件3的J-J剖視圖。
圖2-7是本實(shí)用新型二維位移調(diào)整件4的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-8是本實(shí)用新型圖2-7二維位移調(diào)整件4的K-K剖視圖。
圖1、圖2中，1為無位移調(diào)整件、2為徑位移調(diào)整件、3為周位移調(diào)整件、4為二維位移調(diào)整件、5為無位移調(diào)整座、6為徑位移調(diào)整座、7為周位移調(diào)整座、8為寬十字軸塊、9為無位移軸、10為徑位移軸、11為內(nèi)周位移軸、12為外周位移軸、13為調(diào)整螺桿、14為標(biāo)準(zhǔn)件、15為大標(biāo)準(zhǔn)件、16為反射面單元、17為天線背架、18為十字軸塊18。
具體實(shí)施方式
參照圖1、圖2，實(shí)用新型采用在每塊反射面單元的非工作面的四個角部設(shè)置調(diào)整點(diǎn)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、外調(diào)整點(diǎn)B、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C、外調(diào)整點(diǎn)D，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A和外調(diào)整點(diǎn)B在同一半徑方向，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C和外調(diào)整點(diǎn)D在同一半徑方向，在調(diào)整點(diǎn)上分別對應(yīng)安裝無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2、周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4，組合成整體安裝時定位確定、半徑和圓周二維方向的溫差變形的位移自由度放開的調(diào)整裝置，進(jìn)行天線反射面溫度全自動適應(yīng)調(diào)整。
本實(shí)用新型由無位移調(diào)整座5、無位移軸9、十字軸塊18、調(diào)整螺桿13構(gòu)成的無位移調(diào)整件1，由徑位移調(diào)整座6、徑位移軸10、十字軸塊18、無位移軸9、調(diào)整螺桿13構(gòu)成的徑位移調(diào)整件2，由周位移調(diào)整座7、內(nèi)周位移軸11、十字軸塊18、無位移軸9、調(diào)整螺桿13構(gòu)成的周位移調(diào)整件3，由徑位移調(diào)整座6、徑位移軸10、寬十字軸塊8、外周位移軸12、調(diào)整螺桿13構(gòu)成二維位移調(diào)整件4，標(biāo)準(zhǔn)件14，大標(biāo)準(zhǔn)件15，天線反射面單元16，反射面背架17，如圖1所示，圖1是本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-1是本實(shí)用新型反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C、外調(diào)整點(diǎn)B、外調(diào)整點(diǎn)D的位置示意圖。圖1-2是本實(shí)用新型圖1-1中的E-E剖視圖，圖中所示為無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2的安裝示意圖。圖1-3是本實(shí)用新型圖1-1中的F-F剖視圖，圖中所示為周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4的安裝示意圖。圖1-4是本實(shí)用新型圖1-2中局部I的無位移調(diào)整件1的放大安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-5是本實(shí)用新型圖1-2中局部II的徑位移調(diào)整件2的放大安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-6是本實(shí)用新型圖1-3中局部III的周位移調(diào)整件3的安裝放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-7是本實(shí)用新型圖1-3中局部IV的二維位移調(diào)整件4的安裝放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1、徑位移調(diào)整件2、周位移調(diào)整件3、二維位移調(diào)整件4的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-1是本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-2是本實(shí)用新型圖2-1無位移調(diào)整件1的G-G剖視圖。圖2-3是本實(shí)用新型徑位移調(diào)整件2的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-4是本實(shí)用新型圖2-3徑位移調(diào)整件2的H-H剖視圖。圖2-5是本實(shí)用新型周位移調(diào)整件3的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-6是本實(shí)用新型圖2-5周位移調(diào)整件3的J-J剖視圖。圖2-7是本實(shí)用新型二維位移調(diào)整件4的裝配關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-8是本實(shí)用新型圖2-7二維位移調(diào)整件4的K-K剖視圖。
本實(shí)用新型十字軸塊(18)單支臂端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在無位移調(diào)整座(5)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成無位移調(diào)整件(1)，如圖1-4、圖2-1、圖2-2所示。其作用是約束反射面單元在天線反射面半徑和圓周兩個方向的位移自由度，確定了反射面與背架之間結(jié)構(gòu)的基本相對位置。安裝時，無位移調(diào)整座5的內(nèi)支臂為靠近天線反射面中心一側(cè)的支臂，外支臂為遠(yuǎn)離天線反射面中心一側(cè)的支臂。十字軸塊18的內(nèi)支臂為靠近反射面單元半徑方向中心線的支臂，外支臂為遠(yuǎn)離反射面單元半徑方向中心線的支臂。
實(shí)施例本實(shí)用新型無位移調(diào)整座5、無位移軸9、十字軸塊18、調(diào)整螺桿13采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料機(jī)加工自制而成，標(biāo)準(zhǔn)件14采用市售不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料標(biāo)準(zhǔn)件制造。十字軸塊18的單支臂配合厚度尺寸、十字軸塊18內(nèi)、外支臂間距尺寸、調(diào)整螺桿13的軸孔端配合厚度尺寸均取14毫米；無位移調(diào)整座5的內(nèi)、外支臂間距尺寸也為14毫米，即Y＝14毫米。
本實(shí)用新型十字軸塊(18)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成徑位移調(diào)整件(2)，如圖1-5、圖2-3、圖2-4所示。其作用是和無位移調(diào)整件1組合約束反射面單元在圓周方向的安裝位移自由度，并釋放反射面單元在半徑方向的溫差位移變形自由度。安裝時，徑位移調(diào)整座6的內(nèi)支臂為靠近天線反射面中心一側(cè)的支臂，外支臂為遠(yuǎn)離天線反射面中心一側(cè)的支臂。
實(shí)施例本實(shí)用新型徑位移調(diào)整座6、徑位移軸10、十字軸塊18、無位移軸9、調(diào)整螺桿13采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料機(jī)加工自制而成，標(biāo)準(zhǔn)件14采用市售不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料標(biāo)準(zhǔn)件制造。徑位移調(diào)整座6的內(nèi)、外支臂間距尺寸X2＝Y(jié)+ΔL2＝14+1.656＝15.656毫米。
本實(shí)用新型十字軸塊(18)單支臂端通過內(nèi)周位移軸(11)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成周位移調(diào)整件(3)，如圖1-6、圖2-5、圖2-6所示。其作用是和無位移調(diào)整件1組合約束反射面單元在半徑方向的安裝位移自由度，并釋放反射面單元在圓周方向的溫差位移變形自由度。安裝時，周位移調(diào)整座7的內(nèi)支臂為靠近反射面單元半徑方向中心線的支臂，外支臂為遠(yuǎn)離反射面單元半徑方向中心線的支臂。
實(shí)施例本實(shí)用新型周位移調(diào)整座7、內(nèi)周位移軸11、十字軸塊18、無位移軸9、調(diào)整螺桿13采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料機(jī)加工自制而成，標(biāo)準(zhǔn)件14采用市售不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料標(biāo)準(zhǔn)件制造。周位移調(diào)整座7的內(nèi)、外支臂間距尺寸X3＝Y(jié)+ΔL3＝14+0.72＝14.72毫米。
本實(shí)用新型寬十字軸塊(8)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過外周位移軸(12)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在寬十字軸塊(8)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成二維位移調(diào)整件(4)，如圖1-7、圖2-7、圖2-8所示。其作用是釋放反射面單元在半徑和圓周方向的溫差位移變形自由度，與徑位移調(diào)整件2組合適應(yīng)反射面單元在半徑方向的溫差熱變形，與周位移調(diào)整件3組合適應(yīng)反射面單元在圓周方向的溫差熱變形。安裝時，寬十字軸塊8的內(nèi)支臂為靠近反射面單元半徑方向中心線的支臂，外支臂為遠(yuǎn)離反射面單元半徑方向中心線的支臂。
實(shí)施例本實(shí)用新型徑位移調(diào)整座6、徑位移軸10、寬十字軸塊8、外周位移軸12、調(diào)整螺桿13采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料機(jī)加工自制而成，標(biāo)準(zhǔn)件14采用市售不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料標(biāo)準(zhǔn)件制造。寬十字軸塊8的單支臂配合厚度尺寸與調(diào)整螺桿13的軸孔端配合厚度尺寸相等，均取14毫米，寬十字軸塊8的內(nèi)、外支臂間距尺寸X4＝Y(jié)+ΔL4＝14+1.08＝15.08毫米。
本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1安裝在反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A上，與無位移調(diào)整座5相配合的無位移軸9的軸線與天線反射面的半徑方向一致如圖1-1、圖1-2所示。
實(shí)施例本實(shí)用新型無位移調(diào)整件1在反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A的安裝，采用133號膠粘接進(jìn)行固定。
本實(shí)用新型徑位移調(diào)整件2安裝在反射面單元16的外調(diào)整點(diǎn)B上，徑位移軸10的軸線與天線反射面的半徑方向一致，如圖1-1、圖1-2所示。
實(shí)施例本實(shí)用新型徑位移調(diào)整件2在反射面單元16的外調(diào)整點(diǎn)B的安裝，采用133號膠粘接進(jìn)行固定。
周位移調(diào)整件3安裝在反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C上，內(nèi)周位移軸11的軸線與天線反射面的半徑方向垂直，如圖1-1、圖1-3所示。
實(shí)施例本實(shí)用新型周位移調(diào)整件3在反射面單元16的內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C的安裝，采用133號膠粘接進(jìn)行固定。
二維位移調(diào)整件4安裝在反射面單元16的外調(diào)整點(diǎn)D上，徑位移軸10的軸線與天線反射面的半徑方向一致，外周位移軸12的軸線與天線反射面的半徑方向垂直，如圖1-1、圖1-3所示。
實(shí)施例本實(shí)用新型二維位移調(diào)整件4在反射面單元16的外調(diào)整點(diǎn)D的安裝，采用133號膠粘接方法進(jìn)行固定。
安裝有無位移調(diào)整件(1)、徑位移調(diào)整件(2)、周位移調(diào)整件(3)、二維位移調(diào)整件(4)的反射面單元(16)通過各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿端、用大標(biāo)準(zhǔn)件(15)安裝到天線背架(17)相應(yīng)位置的調(diào)整板上，其作用是各個調(diào)整件組合約束反射面單元在反射面單元的法線方向的安裝位移自由度。分別調(diào)整各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿高度，使反射面單元(16)位置達(dá)到預(yù)置高度，其作用是各個調(diào)整件組合約束反射面單元六個安裝自由度，同時釋放反射面單元在天線反射面的半徑和圓周方向的溫差位移變形自由度，進(jìn)行天線反射面溫度自適應(yīng)調(diào)整，如圖1-2、圖1-3所示。將多塊反射面單元16拼裝成天線整體反射面，組裝成二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置， 實(shí)施例大標(biāo)準(zhǔn)件15采用市售不銹鋼1Cr18Ni9Ti材料標(biāo)準(zhǔn)件制造。
本實(shí)用新型十字軸塊18的單支臂配合厚度尺寸、十字軸塊18內(nèi)、外支臂間距尺寸、調(diào)整螺桿13的配合厚度尺寸均取14毫米；無位移調(diào)整座5的內(nèi)、外支臂間距尺寸也為14毫米，即Y＝14毫米。
本實(shí)用新型根據(jù)材料線膨脹公式ΔL＝L×Δt(α1-α2)，分別計算反射面單元16與天線背架17在工作溫差下的半徑方向溫差變形量的差值為ΔL2、內(nèi)端圓周方向溫差變形量的差值為ΔL3、外端圓周方向溫差變形量的差值為ΔL4，其中L分別取反射面單元16的半徑方向尺寸為L2、內(nèi)端圓周方向尺寸為L3、外端圓周方向尺寸為L4作為計算公稱尺寸 ΔL和L單位均為毫米 Δt為工作溫差，單位為℃ α1為反射面單元的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1 α2為背架的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1。
實(shí)施例本實(shí)用新型L的取值分別為反射面單元16的半徑方向尺寸L2為2300毫米，內(nèi)端圓周方向尺寸L3為1000毫米，外端圓周方向尺寸L4為1500毫米，Δt取60℃，鋁質(zhì)反射面的α1取23.0×10-6℃-1，鋼質(zhì)背架的α2取11.0×10-6℃-1 所以依據(jù)ΔL＝L×Δt(α1-α2) 則ΔL2＝2300×60×(23.0×10-6-11.0×10-6) ＝1.656毫米 ΔL3＝1000×60×(23.0×10-6-11.0×10-6) ＝0.72毫米 ΔL4＝1500×60×(23.0×10-6-11.0×10-6) ＝1.08毫米。
就是說，在60℃的溫差范圍內(nèi)，反射面單元16在天線反射面半徑方向溫差變形與背架的溫差變形差值為1.656毫米，在內(nèi)端的圓周方向?yàn)?.72毫米，在外端的圓周方向?yàn)?.08毫米，所以徑位移調(diào)整座6的內(nèi)、外支臂間距尺寸X2＝Y(jié)+ΔL2＝14+1.656＝15.656毫米，周位移調(diào)整座7的內(nèi)、外支臂間距尺寸X3＝Y(jié)+ΔL3＝14+0.72＝14.72毫米，寬十字軸塊8的內(nèi)、外支臂間距尺寸X4＝Y(jié)+ΔL4＝14+1.08＝15.08毫米。
本實(shí)用新型十字軸塊18的單支臂與徑位移調(diào)整座6的內(nèi)支臂的間隙為W1，與外支臂的間隙為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1 式中W1、W2的單位為毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t為調(diào)整時的環(huán)境溫度，t1至t2為環(huán)境溫差，單位為℃； 取t1＝-10℃，t2＝50℃，t＝20℃ 則Δt1＝t-t1＝20+10＝30℃ Δt2＝t2-t＝50-20＝30℃ 因?yàn)棣2＝W1+W2＝1.656 所以W1＝ΔL2-W2，代入式W1/W2＝Δt2/Δt1 得W1＝W2＝0.828毫米。
W1＝0.828毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至50℃的變化而為反射面單元在半徑方向留出的溫差變形位移，W2＝0.828毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至-10℃的變化而為反射面單元在半徑方向留出的溫差變形位移。
因此，實(shí)施例本實(shí)用新型徑位移調(diào)整件2安裝在反射面單元16外調(diào)整點(diǎn)B時，要滿足W1＝W2＝0.828毫米的要求。
本實(shí)用新型十字軸塊18的單支臂與周位移調(diào)整座7的內(nèi)支臂的間隙為W3，與外支臂的間隙為W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W3/W4＝Δt2/Δt1。
因?yàn)棣3＝W3+W4＝0.72 所以按上述方法和式W3/W4＝Δt2/Δt1 得W3＝W4＝0.36毫米。
W3＝0.36毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至50℃的變化而為反射面單元在內(nèi)端圓周方向留出的溫差變形位移，W4＝0.36毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至-10℃的變化而為反射面單元在內(nèi)端圓周方向留出的溫差變形位移。
因此，實(shí)施例本實(shí)用新型周位移調(diào)整件3安裝在反射面單元16內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C時，要滿足W3＝W4＝0.36毫米的要求。
本實(shí)用新型寬十字軸塊8的單支臂與徑位移調(diào)整座6的內(nèi)支臂的間隙為W1，與外支臂的間隙為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元16調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1。
調(diào)整螺桿13與寬十字軸塊8的內(nèi)支臂的間隙為W5，與外支臂的間隙為W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6與反射面單元16調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W5/W6＝Δt2/Δt1。
寬十字軸塊8與徑位移調(diào)整座6的內(nèi)、外支臂之間的關(guān)系與徑位移調(diào)整件2的調(diào)整螺桿13與徑位移調(diào)整座6的關(guān)系相同，即W1＝W2＝0.828毫米。
W1＝0.828毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至50℃的變化而為反射面單元在半徑方向留出的溫差變形位移，W2＝0.828毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至-10℃的變化而為反射面單元在半徑方向留出的溫差變形位移。
因?yàn)棣4＝W5+W6＝1.08 所以按上述方法和式W5/W6＝Δt2/Δt1 得W5＝W6＝0.54毫米。
W5＝0.54毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至50℃的變化而為反射面單元在外端圓周方向留出的溫差變形位移，W6＝0.54毫米是為了適應(yīng)環(huán)境溫度從20℃至-10℃的變化而為反射面單元在外端圓周方向留出的溫差變形位移。
本實(shí)用新型實(shí)施例天線背架17在附圖1-1中的結(jié)構(gòu)示意作用不明顯，圖1-1中沒有標(biāo)出，使調(diào)整組件在四個調(diào)整點(diǎn)安裝示意更清晰。
權(quán)利要求1.一種二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置，它包括天線反射面單元(16)、反射面背架(17)、標(biāo)準(zhǔn)件(14)、大標(biāo)準(zhǔn)件(15)，其特征在于還包括由無位移調(diào)整座(5)、無位移軸(9)、十字軸塊(18)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的無位移調(diào)整件(1)；由徑位移調(diào)整座(6)、徑位移軸(10)、十字軸塊(18)、無位移軸(9)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的徑位移調(diào)整座(2)；由周位移調(diào)整座(7)、內(nèi)周位移軸(11)、十字軸塊(18)、無位移軸(9)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成的周位移調(diào)整件(3)；由徑位移調(diào)整座(6)、徑位移軸(10)、寬十字軸塊(8)、外周位移軸(12)、調(diào)整螺桿(13)構(gòu)成二維位移調(diào)整件(4)；在反射面單元(16)的非工作面的四個角部設(shè)置調(diào)整點(diǎn)，反射面單元靠近天線反射面中心一側(cè)的兩個調(diào)整點(diǎn)分別為內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A、內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C，反射面單元遠(yuǎn)離天線反射面中心一側(cè)的兩個調(diào)整點(diǎn)分別為外調(diào)整點(diǎn)B、外調(diào)整點(diǎn)D，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A和外調(diào)整點(diǎn)B設(shè)置在同一半徑方向，內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C和外調(diào)整點(diǎn)D設(shè)置在同一半徑方向；
所述的十字軸塊(18)單支臂端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在無位移調(diào)整座(5)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成無位移調(diào)整件(1)；
所述的十字軸塊(18)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成徑位移調(diào)整件(2)；
所述的十字軸塊(18)單支臂端通過內(nèi)周位移軸(11)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過無位移軸(9)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在十字軸塊(18)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成周位移調(diào)整件(3)；
所述的寬十字軸塊(8)單支臂端通過徑位移軸(10)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間，調(diào)整螺桿(13)軸孔端通過外周位移軸(12)、用標(biāo)準(zhǔn)件(14)固定安裝在寬十字軸塊(8)雙支臂的內(nèi)、外支臂間，組裝成二維位移調(diào)整件(4)；
無位移調(diào)整件(1)用膠粘接安裝在反射面單元(16)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)A上，與無位移調(diào)整座(5)相配合的無位移軸(9)的軸線與天線反射面的半徑方向一致；
徑位移調(diào)整件(2)用膠粘接安裝在反射面單元(16)外調(diào)整點(diǎn)B上，徑位移軸(10)的軸線與天線反射面的半徑方向一致；
周位移調(diào)整件(3)用膠粘接安裝在反射面單元(16)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)C上，內(nèi)周位移軸(11)的軸線與天線反射面的半徑方向垂直；
二維位移調(diào)整件(4)用膠粘接安裝在反射面單元(16)外調(diào)整點(diǎn)D上，徑位移軸(10)的軸線與天線反射面的半徑方向一致，外周位移軸(12)的軸線與天線反射面的半徑方向垂直；
安裝有無位移調(diào)整件(1)、徑位移調(diào)整件(2)、周位移調(diào)整件(3)、二維位移調(diào)整件(4)的反射面單元(16)通過各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿端、用大標(biāo)準(zhǔn)件(15)安裝到天線背架(17)相應(yīng)位置的調(diào)整板上，分別調(diào)整各個調(diào)整件的調(diào)整螺桿(13)的螺桿高度，使反射面單元(16)位置達(dá)到預(yù)置高度，組裝成二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置，其特征在于
十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸、十字軸塊(18)內(nèi)、外支臂間距尺寸、調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸均為Y；無位移調(diào)整座(5)的內(nèi)、外支臂間距尺寸為X1，使X1＝Y(jié)；
徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)、外支臂間距尺寸X2為十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸Y與ΔL2之和，即X2＝Y(jié)+ΔL2
式中ΔL2＝L2×Δt(α1-α2)
其中L2為反射面單元的徑向公稱尺寸，單位為毫米；Δt為工作溫差，單位為℃；α1為反射面單元的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1；α2為背架的材料線膨脹系數(shù)，單位為10-6℃-1；
周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)、外支臂間距尺寸X3為十字軸塊(18)的單支臂配合厚度尺寸Y與ΔL3之和，即X3＝Y(jié)+ΔL3
式中ΔL3＝L3×Δt(α1-α2)
其中L3為反射面單元的內(nèi)端圓周方向尺寸，單位為毫米；
寬十字軸塊(8)的單支臂配合厚度尺寸與調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸相等，均為Y。寬十字軸塊(8)內(nèi)、外支臂間距尺寸X4為調(diào)整螺桿(13)的配合厚度尺寸Y與ΔL4之和，即X4＝Y(jié)+ΔL4
式中ΔL4＝L4×Δt(α1-α2)
其中L4為反射面單元的外端圓周方向尺寸，單位為毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置，其特征在于
十字軸塊(18)的單支臂與徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W1，與外支臂的間隙尺寸為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1
式中W1、W2的單位為毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t為調(diào)整時的環(huán)境溫度，t1至t2為環(huán)境溫差，單位為℃；
十字軸塊(18)的單支臂與周位移調(diào)整座(7)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W3，與外支臂的間隙尺寸為W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W3/W4＝Δt2/Δt1；
寬十字軸塊(8)的單支臂與徑位移調(diào)整座(6)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W1，與外支臂的間隙尺寸為W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W1/W2＝Δt2/Δt1；
調(diào)整螺桿(13)與寬十字軸塊(8)的內(nèi)支臂的間隙尺寸為W5，與外支臂的間隙尺寸為W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6與反射面單元(16)調(diào)整時的環(huán)境溫度相關(guān)，滿足下式W5/W6＝Δt2/Δt1。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種二維熱變形自適應(yīng)反射面的天線裝置。它涉及反射面天線領(lǐng)域中具有二維熱變形自適應(yīng)的反射面天線。它由無位移調(diào)整件、徑位移調(diào)整件、周位移調(diào)整件、二維位移調(diào)整件、反射面單元、背架等部件組成。采用各調(diào)整組件將反射面單元的六個安裝自由度確定，同時使半徑和圓周二維方向的溫差變形的自由度被釋放，實(shí)現(xiàn)了鋁質(zhì)反射面與鋼質(zhì)背架之間溫差變形的全自動適應(yīng)。還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝應(yīng)力小、重量輕、易加工，調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于大口徑、大溫差環(huán)境、工作在高頻段，尤其是天線口徑大于25米、工作環(huán)境溫差在50℃以上、工作頻率在Ka頻段以上的各種形式的反射面天線用作高精度反射面的調(diào)整組件制造。
文檔編號H01Q3/16GK201374388SQ200920102069
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者馮貞國, 鄭元鵬, 劉國璽, 楊文寧, 王大為 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所