本發(fā)明涉及天線結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)。

背景技術(shù)：

換饋機構(gòu)是多頻段天線常用的頻段切換機構(gòu)，主要用于不同頻段饋源的切換，使不同頻段饋源按照使用要求，運動至天線主面的相心位置并可靠固定。換饋裝置廣泛應(yīng)用于各型深空探測、衛(wèi)星導(dǎo)航、航空導(dǎo)航等雷達通信天線系統(tǒng)等領(lǐng)域。

車載天線由于受到空間的限制，饋源形式及頻段很是單一，基本為雙頻段圓極化模式，或僅為單頻段。而對多頻段一般采取人工手動方式進行更換。

目前，車載天線換饋方式主要有：

1)針對前饋式、偏饋式，視其大小及重量，采取手動或利用簡易吊裝設(shè)備進行更換工作饋源，然后復(fù)裝調(diào)整；

2)針對后饋式，拆卸大部分后端組件和線纜，采用手動方式將整個饋源拔出，或保持輻射器不變，僅將網(wǎng)絡(luò)部分拆卸，重新安裝另1套工作饋源或網(wǎng)絡(luò)，然后再次恢復(fù)后端組件和線纜等的安裝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目前應(yīng)用于天線的換饋機構(gòu)各有優(yōu)缺點，且有一定的局限性。換饋機構(gòu)經(jīng)常受到饋源艙的空間大小、加工制造難度、機構(gòu)的復(fù)雜性的限制。為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，其特征在于：包括換饋支架、網(wǎng)絡(luò)支架和驅(qū)動機構(gòu)；

所述換饋支架是整個換饋機構(gòu)的支撐承力構(gòu)件，能夠固定在天線中心體上；換饋支架上安裝有偏心軸，所述偏心軸由驅(qū)動機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動；當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上時，偏心軸與天線軸平行；

所述網(wǎng)絡(luò)支架上安裝有若干所需頻段的饋源，各饋源軸線相互平行，且處于同一圓周上；網(wǎng)絡(luò)支架固定安裝在所述偏心軸上，偏心軸能夠帶動網(wǎng)絡(luò)支架整體繞偏心軸轉(zhuǎn)動；且當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上時，各饋源軸線所在圓周與天線軸相切。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)支架上安裝有兩個頻段的饋源。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，其特征在于：所述網(wǎng)絡(luò)支架由若干根相互平行的鋼管兩端固定連接法蘭盤組成；所述法蘭盤上開有固定連接偏心軸的安裝孔，和以偏心軸安裝孔中心為圓心的圓弧槽；換饋支架端面固定有與圓弧槽配合的定位鎖定銷；當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上，偏心軸帶動網(wǎng)絡(luò)支架轉(zhuǎn)動，定位鎖定銷與圓弧槽一端接觸時，其中一個饋源軸線與天線軸線重合。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，其特征在于：所述換饋支架采用兩側(cè)切平的剛性圓筒結(jié)構(gòu)，換饋支架兩端面上開有偏心軸安裝孔；當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上時，換饋支架中心軸線與天線軸重合。

進一步的優(yōu)選方案，所述一種車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，其特征在于：所述偏心軸通過角接觸球軸承安裝在換饋支架上；驅(qū)動機構(gòu)通過齒輪傳動帶動偏心軸轉(zhuǎn)動。

有益效果

本發(fā)明首次將偏心輪盤式換饋機構(gòu)應(yīng)用于天線換饋中，解決了車載天線機械換饋方式的瓶頸，使得人員得到了解放，極大的縮短了車載天線的換饋時間，充分發(fā)揮了車載天線方便快捷迅速的優(yōu)點。該換饋機構(gòu)原理簡單，結(jié)構(gòu)緊湊、便于制造，運動方式簡單，驅(qū)動功率小，操作方便快捷，在考慮中心體空間的基礎(chǔ)上能布置較多數(shù)量的饋源，只需要簡單的回轉(zhuǎn)運動便可以實現(xiàn)多饋源之間的切換工作，安全可靠，便于設(shè)備安裝和維護。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：換饋機構(gòu)原理示意圖；(a)ku網(wǎng)絡(luò)饋源處于天線軸處示意圖；(b)x網(wǎng)絡(luò)饋源處于天線軸處示意圖；

圖2：換饋機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成示意圖；

其中：1、換饋支架；2、網(wǎng)絡(luò)支架；3、極化調(diào)整支架；4、單旋關(guān)節(jié)；5、雙旋關(guān)節(jié)；6、角接觸球軸承；7、球軸承；8、ku網(wǎng)絡(luò)饋源；9、x網(wǎng)絡(luò)饋源；

圖3：換饋機構(gòu)結(jié)構(gòu)定位、鎖定透視圖；

其中：10、定位鎖定銷；

圖4：法蘭盤示意圖；

圖5：調(diào)整環(huán)節(jié)局部透視圖；

其中：11、同軸調(diào)節(jié)座；

圖6：偏心輪盤式換饋機構(gòu)實例圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，偏心輪盤式換饋機構(gòu)采用一對角接觸球軸承背靠背安裝、齒輪傳動，利用一個與天線同軸的圓形筒(切掉兩邊)作為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的換饋支架，支撐能夠繞其偏心轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡(luò)支架，偏心軸與天線軸平行，各頻段饋源以一定角度分布于網(wǎng)絡(luò)支架上，各饋源軸線所在圓與換饋支架中心線相切。換饋時，電機驅(qū)動齒輪傳動，旋轉(zhuǎn)饋源網(wǎng)絡(luò)支架帶動饋源繞轉(zhuǎn)軸軸線做回轉(zhuǎn)運動，以使工作饋源置換于與天線同心的軸線上。該饋源切換機構(gòu)原理簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，節(jié)省空間，只需要簡單的回轉(zhuǎn)運動便可以實現(xiàn)多饋源之間的切換工作。

如圖2所示，車載電動偏心輪盤式換饋機構(gòu)，包括換饋支架1、網(wǎng)絡(luò)支架2和驅(qū)動機構(gòu)。

換饋支架換饋支架采用兩側(cè)切平的剛性圓筒結(jié)構(gòu)，是整個換饋機構(gòu)的支撐承力構(gòu)件，能夠與天線中心體同軸圓止口定位固連。換饋支架兩端面上開有偏心軸安裝孔，偏心軸通過角接觸球軸承6安裝在偏心軸安裝孔內(nèi)，所述偏心軸由驅(qū)動機構(gòu)通過齒輪傳動帶動轉(zhuǎn)動。當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上時，換饋支架中心軸線與天線軸重合，偏心軸與天線軸平行。

驅(qū)動機構(gòu)采用單相低速永磁同步電機驅(qū)動，由電機、諧波齒輪減速機、末級齒輪副形成了饋源換饋機構(gòu)的驅(qū)動力，同時集成數(shù)據(jù)齒輪1:1輸出給旋變，既可以實現(xiàn)饋源網(wǎng)絡(luò)的換饋轉(zhuǎn)動，又可以精確控制換饋角度。

為了方便安裝與維修，所述網(wǎng)絡(luò)支架由四根相互平行的無縫鋼管兩端焊接固定連接法蘭盤組成框架式焊接結(jié)構(gòu)。兩端法蘭盤精密氣割成形，減重孔也可一次做出，其余安裝大孔預(yù)留加工量。同時在法蘭面上為四根無縫鋼管加工出穿透型凹槽，既有定位的功能又留有氣體釋放工藝孔，對控制焊接變形意義重大，同時也可減少預(yù)留加工量的大小，減少后期加工應(yīng)力。此種結(jié)構(gòu)截面力學(xué)性能優(yōu)良，節(jié)省材料，焊接量小，又因為四周開放式，為后續(xù)結(jié)構(gòu)安裝和測試提供了極大的便利。另外，由于網(wǎng)絡(luò)支架是偏心式旋轉(zhuǎn)，此結(jié)構(gòu)有效地降低了旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動慣量。焊接成型后，按要求上鏜床加工兩端法蘭面、x/ku網(wǎng)絡(luò)安裝孔、偏心軸安裝孔等，尤其是偏心軸安裝孔的一次鏜成，最大限度地保證了換饋的精度。

本實施例中，網(wǎng)絡(luò)支架上安裝有ku網(wǎng)絡(luò)饋源和x網(wǎng)絡(luò)饋源，各饋源軸線相互平行，且處于同一圓周上。由于ku網(wǎng)絡(luò)饋源要實現(xiàn)雙圓雙線工作的線圓轉(zhuǎn)換和極化面調(diào)整，因此還必須并保證各饋源之間相對運動時互不干涉。

網(wǎng)絡(luò)支架固定安裝在偏心軸上，偏心軸能夠帶動網(wǎng)絡(luò)支架整體繞偏心軸轉(zhuǎn)動；且當(dāng)換饋支架固定在天線中心體上時，各饋源軸線所在圓周與天線軸相切。這樣現(xiàn)場安裝時勿需調(diào)節(jié)即可保證換饋機構(gòu)工作時，工作饋源軸與天線軸同軸。

為確保饋源到位的精準(zhǔn)控制，依據(jù)饋源工作原理，采用偏心輪盤式旋轉(zhuǎn)機構(gòu)弧形槽定位鎖定模式，可實現(xiàn)一體化設(shè)計調(diào)試。

換饋方式的最關(guān)鍵處就是要保證換饋到位后，各饋源軸線與天線軸線完美的重合。在網(wǎng)絡(luò)支架上設(shè)置了一個以偏心軸安裝孔中心為圓心的35°的圓弧形槽，此角度正是2個饋源網(wǎng)絡(luò)軸線的實際夾角，圓弧形槽的兩極限位置就是換饋后各饋源的工作位置，通過定位鎖定銷實現(xiàn)定位鎖定。為了減小加工誤差對精度的影響，使圓弧形槽布置在盡量遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的位置，距離是x/ku網(wǎng)絡(luò)饋源到旋轉(zhuǎn)中心約2倍的位置，逆向使用放大原理，那么相應(yīng)地需要真正控制處的誤差為180/390＝0.46，不到原來的一半。換饋定位結(jié)構(gòu)如圖所示。

圓弧形槽的角度公差為±1′，在一端產(chǎn)生的尺寸誤差為390×tan(1/2)′＝0.0567mm，折算至天線軸線處的誤差為0.0567×0.46＝0.026mm，那么換饋到位后饋源軸線與天線軸線的實際最大誤差為

此誤差量對高頻ku波段的影響是完全可以接受的。

另外，為了更進一步提高精度，我們在前端不動處設(shè)置了一個調(diào)整環(huán)節(jié)，可以根據(jù)高頻ku波段的情況實時調(diào)整其狀態(tài)，消除未知的一些影響因素，滿足高頻時的技術(shù)指標(biāo)，因為此時的誤差量對低頻x的影響微乎其微，可以忽略不計。調(diào)整環(huán)節(jié)局部透視圖如圖5所示

圖6所示為偏心輪盤式換饋的應(yīng)用實例，用于7.3米車載天線的偏心輪盤式換饋機構(gòu)單元安裝于該工程中心體內(nèi)，解決了7.3米口徑車載天線中心體空間狹小，饋源尺寸相對較大帶來的換饋機構(gòu)空間緊張的問題。經(jīng)過工程實測驗證，該換饋機構(gòu)的定位誤差能滿足天線電氣性能指標(biāo)要求。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。