一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)，為一個由多個結(jié)構(gòu)完全相同的平行四邊形單元（1）通過鉸鏈連接成的封閉多邊形環(huán)；每個平行四邊形單元（1）包括兩根豎桿（2）、一根斜桿（3）、一根上端橫桿（4）和一根下端橫桿（5），相鄰兩個平行四邊形單元（1）共用一根豎桿（2）。本發(fā)明在各桿件的鉸鏈處將豎桿和斜桿布局在同一層上、上端橫桿和下端橫桿布局在同一層上，實(shí)現(xiàn)桿件在環(huán)形天線徑向方向上的多層重疊，通過各桿件的分層布局安裝，有效地縮小了環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)的收攏直徑，同時，由于布局時桿件在同一層內(nèi)不發(fā)生重疊，保證了豎桿、斜桿、上端橫桿和下端橫桿都處于豎直自由無應(yīng)力狀態(tài)，保證了天線收攏后結(jié)構(gòu)的可靠性。
【專利說明】一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星天線【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種星載環(huán)形天線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)是其收攏與展開的運(yùn)動部件，同樣也決定了環(huán)形天線收攏與展開尺寸，一定程度上會影響到衛(wèi)星的輕量化和小型化。目前的環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)，是多個結(jié)構(gòu)完全相同的平行四邊形單元I通過夾角12°的鉸鏈連接成的一個封閉的多邊形環(huán)，如圖1所示。每個平行四邊形單元I由豎桿2、斜桿3、上端橫桿4和下端橫桿5組成，如圖2所示。環(huán)形天線的收攏直徑是環(huán)形天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，縮小環(huán)形天線收攏直徑一直是環(huán)形天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
[0003]美國Northrop Grumman公司將12米AM (Astromesh)環(huán)形天線改進(jìn)為AM-1環(huán)形天線，是通過縮小桿件之間間隙的方法縮小環(huán)形天線的收攏直徑。國內(nèi)進(jìn)行環(huán)形天線研究，縮小環(huán)形天線收攏直徑的方法同樣也是通過縮小桿件之間的間隙。
[0004]然而，從圖3可以看到，在每個平行四邊形單元I的豎桿2與兩根下端橫桿5 (或者上端橫桿4)相交處的三點(diǎn)鉸鏈6，3根桿件位于同一平面內(nèi)；圖4中，豎桿2與兩根斜桿
3、兩根上端橫桿4 (或者下端橫桿5)相交形成的五點(diǎn)鉸鏈7，同一個平行四邊形單元的豎桿2、斜桿3和上端橫桿4 (或者下端橫桿5)位于同一平面內(nèi)。因此，一方面，當(dāng)天線收攏、縮小桿件之間間隙時，則上端橫桿和下端橫桿切向投影重疊，斜桿在環(huán)形天線收攏狀態(tài)處于S型彎曲應(yīng)力狀態(tài)，會導(dǎo)致環(huán)形天線的斜桿在環(huán)形天線收攏狀態(tài)發(fā)生變形處于S型受應(yīng)力狀態(tài)，如圖5所示，在發(fā)射載荷的作用下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。另一方面，天線收攏后的直徑縮小的不夠。如圖6所示，為由30個平行四邊形單元組成的天線收攏后的剖視圖，其內(nèi)徑961mm、外徑1027mm,收攏后的天線直徑縮小的較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能大幅縮小環(huán)形天線收攏直徑，且可靠性高的環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)，為一個由多個結(jié)構(gòu)完全相同的平行四邊形單元通過鉸鏈連接成的封閉多邊形環(huán)，其特征在于:每個平行四邊形單元包括兩根豎桿、一根斜桿、一根上端橫桿和一根下端橫桿，相鄰兩個平行四邊形單元共用一根豎桿，其特征在于:在豎桿與兩根橫桿相交的三點(diǎn)鉸鏈處，豎桿與橫桿在水平方向上錯位布局，豎桿在內(nèi)層，兩根橫桿在外層；在豎桿與兩根斜桿、兩根橫桿相交形成的五點(diǎn)鉸鏈處，豎桿和兩根斜桿位于內(nèi)層，兩根橫桿位于外層。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果:
[0008]1.本發(fā)明的技術(shù)方案，將環(huán)形天線平行四邊單元豎桿、斜桿和上端橫桿、下端橫桿分層布局安裝，使豎桿和斜桿布局在同一層上、上端橫桿和下端橫桿布局在同一層上，實(shí)現(xiàn)桿件在環(huán)形天線徑向方向上的多層重疊，改變了簡單依靠縮小桿件之間間隙縮小收攏直徑的方法，有效地縮小了環(huán)形天線的收攏直徑。經(jīng)測試，將該方法應(yīng)用到現(xiàn)有環(huán)形天線中，能夠有效縮小環(huán)形天線收攏直徑34%。
[0009]2.通過本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使桿件布局時桿件在同一層內(nèi)不發(fā)生重疊，保證豎桿、斜桿、上端橫桿和下端橫桿都處于豎直自由無應(yīng)力狀態(tài)，保證了天線收攏后結(jié)構(gòu)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有環(huán)形天線展開示意圖；
[0011]圖2為平行四邊形單元示意圖；
[0012]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的平行四邊形單元中三點(diǎn)鉸鏈?zhǔn)疽鈭D；
[0013]圖4為現(xiàn)有技術(shù)的平行四邊形單元中五點(diǎn)鉸鏈?zhǔn)疽鈭D；
[0014]圖5為不分層天線桿件收攏時隙斜桿S型狀態(tài)示意圖；
[0015]圖6為不分層天線桿件收攏時的剖視圖；
[0016]圖7為本發(fā)明的平行四邊形單元中三點(diǎn)鉸鏈?zhǔn)疽鈭D；
[0017]圖8為本發(fā)明的平行四邊形單元中五點(diǎn)鉸鏈?zhǔn)疽鈭D；
[0018]圖9為本發(fā)明天線桿件收攏時的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]本發(fā)明的一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)，為一個由多個結(jié)構(gòu)完全相同的平行四邊形單元I通過鉸鏈連接成的封閉多邊形環(huán)，每個平行形單元的兩根豎桿(2)、一根斜桿(3)、一根上端橫桿(4)和一根下端橫桿(5)分層布局安裝，縮小環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)的收攏尺寸；每個平行四邊形單元I包括兩根豎桿2、一根斜桿3、一根上端橫桿4和一根下端橫桿5，相鄰兩個平行四邊形單元I共用一根豎桿2 ;在豎桿2與兩根橫桿相交的三點(diǎn)鉸鏈6處，豎桿2與橫桿在水平方向上錯位布局，豎桿2在內(nèi)層，兩根橫桿在外層；在豎桿2與兩根斜桿3、兩根橫桿相交形成的五點(diǎn)鉸鏈7處，豎桿2和兩根斜桿3位于內(nèi)層，兩根橫桿位于外層。
[0021]圖7為本發(fā)明的平行四邊形單元I中三點(diǎn)鉸鏈6的示意圖，圖8為本發(fā)明的平行四邊形單元I中五點(diǎn)鉸鏈7的示意圖?？梢钥闯?，環(huán)形天線平行形單元I的豎桿2、斜桿3、上端橫桿4和下端橫桿5分外層和內(nèi)層兩層布局安裝。四邊形單元的豎桿2和斜桿3布局在同一層上，并使其位于內(nèi)層；上端橫桿4和下端橫桿5布局在同一層上,并使其位于外層。
[0022]當(dāng)天線收攏狀態(tài)時，豎桿2和斜桿3在內(nèi)層上不發(fā)生重疊，上端橫桿4和下端橫桿5在外層上也不發(fā)生重疊，保證了豎桿2、斜桿3、上端橫桿4和下端橫桿5都處于豎直自由無應(yīng)力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了四邊形單元的豎桿2、斜桿3、上端橫桿4和下端橫桿5在環(huán)形天線徑向方向上的多層重疊。
[0023]通過采用本發(fā)明的方法，平行四邊形單元I的豎桿2、斜桿3和上端橫桿4、下端橫桿5位于不同層上。采用與圖6中天線同樣的桿件尺寸，以由30個平行四邊形單元組成的天線為例，其收攏后內(nèi)徑560.4mm、外徑675.7mm，可以有效地縮小環(huán)形天線的收攏直徑34%，如圖9所示。同時，消除了縮小桿件間隙引起斜桿3處于S型應(yīng)力狀態(tài)，所有桿件都處于豎直自由無應(yīng)力狀態(tài)。
[0024]當(dāng)然，桿件分三層或者更多層布局安裝等對本發(fā)明的各組成部件、位置關(guān)系及連接方式在不改變其功能的情況下，進(jìn)行的等效變換或替代，也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]本發(fā)明未詳細(xì)描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)形天線展開結(jié)構(gòu)，為一個由多個結(jié)構(gòu)完全相同的平行四邊形單元(I)通過鉸鏈連接成的封閉多邊形環(huán)，其特征在于:每個平行四邊形單元(I)包括兩根豎桿(2)、一根斜桿(3)、一根上端橫桿(4)和一根下端橫桿(5)，相鄰兩個平行四邊形單元(I)共用一根豎桿(2)，其特征在于:在豎桿(2)與兩根橫桿相交的三點(diǎn)鉸鏈(6)處，豎桿(2)與橫桿在水平方向上錯位布局，豎桿(2)在內(nèi)層，兩根橫桿在外層；在豎桿(2)與兩根斜桿(3)、兩根橫桿相交形成的五點(diǎn)鉸鏈(7)處，豎桿(2)和兩根斜桿(3)位于內(nèi)層，兩根橫桿位于外層。
【文檔編號】H01Q7/02GK103490165SQ201310446202
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】馮濤, 王波, 馬小飛, 華岳, 段浩, 劉路 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所