专利名称：一种薄膜天线热稳定框架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空间天线技术领域，特别涉及一种多层薄膜天线的热稳定框架结构。
背景技术：
薄膜天线技术主要应用于微波遥感和对地观测，能实现对地高分辨率和三维观测，可应用于轻、小型化和小卫星编队干涉SAR天线以及单星双天线干涉SAR天线。目前，国内已研制出框架结构薄膜天线原 理样机，该原理样机的框架结构由四根圆柱形复材空心管组成，四周通过悬链线调整装置将薄膜张拉在框架中间。但由于该原理样机侧重验证薄膜的张拉成型工艺，设计的结构形式只适用张拉单层薄膜，无法实现电性能测试。目前国外较典型的一种框架式结构天线是所谓的电影幕布式结构天线，这种天线结构主要由可展开的框架、薄膜、绳索支撑系统组成，可展开的框架结构在发射时折叠起来，入轨后展开成工作状态。可展开框架结构中最主要的是一种可伸展的管状结构件，这种管状结构件由铝箔制成的管件、弹性钢带、Kapton薄膜以及端头等组成。当圆管压扁时，管状结构件可以卷绕起来，充气可使管状结构件伸直并具有所需要的刚度。通过绳索支撑系统可将框架结构与平面阵薄膜组装在一起。但由于该结构受折叠充气展开功能的限制，难以实现多层框架多层薄膜或单层框架多层薄膜同时展开，并且保证充气后各层薄膜之间的间距。该框架结构只适用于支撑单层薄膜。经检索，未见国内外多层薄膜天线热稳定框架的相关文献报道。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是，克服现有技术的不足，提供一种结构简单、重量轻的薄膜天线热稳定框架。本实用新型的技术解决方案是，一种薄膜天线热稳定框架，包括上层电气板框、下层电气板框、结构底板框、加强碳纤维方管、悬链线调整装置和压紧座；上层电气板框、下层电气板框和压紧座固定在结构底板框上；加强碳纤维方管在结构底板框内用于支撑结构底板框；悬链线调整装置固定在结构底板框的短边内侧面；整个框架通过压紧座安装在卫星平台上。所述上层电气板框和下层电气板框为Kevlar布、Nomex蜂窝芯与铜箔贴片、铜箔底板构成。所述结构底板框为碳纤维/铝蜂窝夹层板。所述加强碳纤维方管的端部通过胶预埋在结构底板框中。所述碳纤维方管的交叉处用碳纤维接头胶接连接。本实用新型与现有技术相比的有益效果是I.本实用新型以框架作为薄膜的张拉支撑结构，同时采用一层碳纤维/铝蜂窝夹层板作为主承力框架，上面附着两层Kevlar/Nomex蜂窝夹层板,通过两层Kevlar/Nomex蜂窝夹层板的厚度形成对固定间距的三层膜面的支撑，可以支撑固定间距的三层薄膜，满足天线电性能要求。2.本实用新型通过夹层结构铺层优化、框架中间增加交叉碳纤维支撑方管，使框架刚度明显提高、热变形明显减小，满足天线收拢基频和重量的要求，同时满足SAR天线在轨工作状态的热变形指标要求。3.本实用新型结构简单，在满足天线在轨工作状态热变形、天线收拢基频的条件下，大大减轻了天线重量。
图I为本实用新型热稳定框架结构分解示意图；图2为本实用新型带薄膜的热稳定框架结构分解示意图；图3为本实用新型悬链线调整装置示意图；图4为本实用新型悬链线调整装置工作原理图；图5为本实用新型加强碳纤维方管端部预埋结构底板示意图；图6为本实用新型加强碳纤维方管结构示意图；图7为本实用新型碳纤维接头与方管端部连接示意图；图8为本实用新型上层电气板和下层电气板的铺层示意图；图9为本实用新型结构底板的铺层示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。如图I所示，薄膜天线热稳定框架由上层电气板(I)、下层电气板(2)、结构底板
(3)、加强碳纤维方管(4)、八个悬链线调整装置(5)和六个压紧座(6)六部分组成。本实施例中，设计上层电气板(I)、下层电气板(2)厚度均为6. 5mm，边框长均为3897mm，宽均为1782mm，保证三层薄膜之间的间距与天线口径，满足电性能要求；设计结构底板(3)的厚度45mm，长3897mm，宽1782mm，满足刚度及强度要求。结构底板⑶和加强碳纤维方管⑷作为主承力结构。上层电气板⑴、下层电气板(2)和压紧座(6)通过螺钉固定在结构底板(3)上，悬链线调整装置(5)通过螺钉固定在结构底板(3)短边内侧面。整个框架通过压紧座(6)安装在卫星平台上。如图2、图3所示，薄膜天线热稳定框架作为薄膜天线三层薄膜的张拉支撑结构，在框架长边方向将带有预张力的薄膜直接用胶粘接在面板上，短边方向通过悬链线调整装置(5)将薄膜张紧，避免薄膜产生褶皱，保证薄膜平面满足要求的平面度。如图4所示，悬链线调整装置(5)包括悬链线底座(51)、调节螺钉(52)、调节螺母
(53)、悬链线张力索(54)和薄膜加强片(55);悬链线张力索(54) —端与薄膜加强片(55)连接，另一端固定在调节螺钉(52)上端，调节螺钉(52)下端安装在悬链线底座(51)上。向下拧紧调节螺钉(52)，带动张力索(54)绷紧薄膜，消除薄膜边缘产生的褶皱。当绷膜张力达到预期效果时，向下拧紧调节螺母(53)，固定调节螺钉(52)，保证张力索(54)拉力不变。如图5所示，为提高承力主框架刚度和抵抗热变形能力，将加强碳纤维方管(4)端部用胶预埋在结构底板(3)中。如图6、图7所示，碳纤维方管组件结构复杂，在碳纤维方管(4)的交叉处，用碳纤维中心接头(41)、边框接头(42)与外包方管组件(43)胶接连接。两个碳纤维接头(41)将方管组件(43)的八根方管端部包裹起来，接头与方管之间用胶粘接。为提高承力主框架刚度和抵抗热变形能力，对上层电气板(I)、下层电气板(2)和结构底板(3)进行铺层优化。图8为本实用新型上层电气板(I)和下层电气板(2)的铺层示意图，采用Kevlar布、Nomex蜂窝芯与铜箔贴片、铜箔底板构成。图9为本实用新型结构底板(3)的铺层示意图，采用多层碳纤维单向带和铝蜂窝芯构成。以上内容是结合具体的优选实施案例对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所述技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，对本实用新型的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，如其他特殊形状的赋形方向图设计等，也落入 本实用新型的保护范围。本实用新型说明书未公开的技术属本领域公知技术。
权利要求1.一种薄膜天线热稳定框架，其特征在于包括上层电气板框(I)、下层电气板框(2)、结构底板框(3)、加强碳纤维方管(4)、悬链线调整装置(5)和压紧座￠);上层电气板框(I)、下层电气板框(2)和压紧座(6)固定在结构底板框(3)上；加强碳纤维方管(4)在结构底板框(3)内用于支撑结构底板框(3);悬链线调整装置(5)固定在结构底板框(3)的短边内侧面；整个框架通过压紧座(6)安装在卫星平台上。
2.根据权利要求I的一种薄膜天线热稳定框架，其特征在于所述上层电气板框(I)和下层电气板框(2)为Kevlar布、Nomex蜂窝芯与铜箔贴片、铜箔底板铺层构成。
3.根据权利要求I的一种薄膜天线热稳定框架，其特征在于所述结构底板框(3)为碳纤维/铝蜂窝夹层板。
4.根据权利要求I的一种薄膜天线热稳定框架，其特征在于所述加强碳纤维方管(4)的端部预埋在结构底板框(3)中。
5.根据权利要求I的一种薄膜天线热稳定框架，其特征在于所述碳纤维方管(4)的交叉处，用碳纤维接头胶接连接。
专利摘要本实用新型公开了一种薄膜天线热稳定框架，包括上层电气板框(1)、下层电气板框(2)、结构底板框(3)、加强碳纤维方管(4)、悬链线调整装置(5)和压紧座(6)；上层电气板框(1)、下层电气板框(2)和压紧座(6)固定在结构底板框(3)上；悬链线调整装置(5)固定在结构底板框(3)的短边内侧面。本实用新型以框架作为薄膜的张拉支撑结构，同时采用一层碳纤维/铝蜂窝夹层板作为主承力框架，上面附着两层Kevlar/Nomex蜂窝夹层板，通过两层Kevlar/Nomex蜂窝夹层板的厚度形成对固定间距的三层膜面的支撑，可以支撑固定间距的三层薄膜，满足天线电性能要求。
文档编号H01Q1/12GK202454720SQ20122007404
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者华岳, 崔兆云, 王勇, 王磊, 王辉, 陈卓, 韦娟芳 申请人:西安空间无线电技术研究所