展开式轻型网状天线的制作方法

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种展开式轻型网状天线。

背景技术：

目前的6.2米口径车载移动地面站天线多为分瓣固面天线反射面，到达目的地后需多人进行组装，整个地面站天线质量大，体积大，对运输要求高，对操作人员技术要求高，且装配时间较长，在战时或自然灾害紧急状况下反应及时性欠佳。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种展开式轻型网状天线,具有高收纳比、轻重量、快速反应的特点，可一键展开及收拢。

本发明所采用的技术方案为：

展开式轻型网状天线，其特征在于：

包括馈源及其支撑结构、天线反射器和天线肋展开机构；

天线反射器为半固面半网状结构，包括固面反射器和网状反射器，网状反射器由辐射状分布的刚性天线肋和其表面安装的柔性反射材料面组成；

天线肋展开机构位于底部，网状反射器的刚性天线肋环周连接到天线肋展开机构边缘；固面反射器安装于天线肋展开机构上方并与网状反射器连接，馈源及其支撑结构安装于固面反射器顶部中央。

天线肋展开机构包括驱动机构、盆型座、丝杠、丝杠螺母、移动座、曲柄和连杆；

丝杠安装于盆型座中心并设置有驱动机构；丝杠上安装有丝杠螺母且顶部安装移动座；移动座边缘环周辐射状设置有连杆，连杆端头与曲柄连接，曲柄底部固定于盆型座边缘，曲柄顶部连接刚性天线肋。

移动座与盆型座之间设置有丝杠导程杆。

天线肋展开机构底部安装有高频箱，高频箱设置有与伺服转台连接的接口，整个天线通过伺服转台安装于载车中；

天线肋展开机构通过伺服控制器控制天线反射器的展开及收拢。

刚性天线肋采用变截面矩形的碳纤维方管。

本发明具有以下优点：

1、本发明提供的快速反应网状天线装置，采用高收纳比的可展开收拢天线，在保证使用性能的前提下，降低了整个天线系统的尺寸及重量，与传统固面天线相比，体积和重量至少缩小50%以上。

2、整个操作过程一键操作，需要人力不超过2人，实现了地面移动站的快速反应及快速工作，适用于紧急情况或突发状况下的快速反应及迅速转移，在20分钟内可以完成展开/收拢的工作。

3、因为整个天线结构、体积小，可以方便实现一车一站，具有很好的移动运输性能，对载体和道路的要求都比固面天线低。

4、由于天线的反射面采用固面及网状结和的方式，其中网状反射面由多根刚性天线肋和柔性金属网反射材料面构成，与传统固面天线相比具有很好的抗风性能，同时且兼具防水、防盐雾设计，环境适应性很强。

附图说明

图1是一种展开式轻型网状天线整体收藏状态示意图（天线为收藏状态，全部反射面收拢）。

图2是一种展开式轻型网状天线整体工作状态示意图（天线为工作状态，全部反射面通过肋全部展开）。

图3是一种展开式轻型网状天线车载收拢示意图。

图4是一种展开式轻型网状天线分解示意图。

图5是一种展开式轻型网状天线反射面图。

图6是一种展开式轻型网状天线展开机构。

图7是一种展开式轻型网状天线天线肋图。

图8是一种展开式轻型网状天线伺服控制器。

图中，1-载车，2-伺服转台，3-天线肋展开机构，4-高频箱，5-馈源及其支撑结构，6-天线反射器，7-刚性天线肋，8-柔性反射材料面，9-驱动机构，10-盆型座，11-丝杠，12-丝杠螺母，13-移动座，14-曲柄，15-连杆，16-导程杆，17-伺服控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的一种展开式轻型网状天线，包括馈源及其支撑结构5、天线反射器6和天线肋展开机构3。天线反射器6是整个天线的关键件，为半固面半网状结构，包括固面反射器和网状反射器，网状反射器由辐射状分布的刚性天线肋7和其表面安装的柔性反射材料面8组成。刚性天线肋7采用变截面矩形的碳纤维方管。由于天线重量轻，需要反复收拢，并且要具备在各种环境下工作的能力，因此对刚性骨架的结构设计形式以及力学性能和反射面材料的反射系数、工作可靠性要求很高。在刚性天线肋7及固面反射器上留有金属网缝制孔，网状反射器选用不锈钢丝，反射系数≥97%，允许折叠的次数≥1000次。

天线肋展开机构3位于底部，网状反射器的刚性天线肋7环周连接到天线肋展开机构3边缘；固面反射器安装于天线肋展开机构3上方并与网状反射器连接，馈源及其支撑结构5安装于固面反射器顶部中央。

天线肋展开机构3包括电机、齿轮型的驱动机构9、盆型座10、丝杠11、丝杠螺母12、移动座13、曲柄14和连杆15。丝杠11安装于盆型座10中心并设置有驱动机构9；丝杠11上安装有丝杠螺母12且顶部安装移动座13；移动座13边缘环周辐射状设置有连杆15，连杆15端头与曲柄14连接，曲柄14底部固定于盆型座10边缘，曲柄14顶部连接刚性天线肋7。天线肋展开机构3整体需要高可靠度以及高低温环境下展开的功能，工作时驱动机构9驱动丝杠11转动，丝杠螺母12通过移动座13带动连杆15，连杆15驱动曲柄14，曲柄14带动刚性天线肋7进行展开及收拢。盆形座10为天线展开收拢机构工作的主承力结构件，需要强度高，刚度好，且重量轻，因此盆形座采用一体化设计，采用铸铝一次成型，然后进行精加工，具有较小的转动惯量及较高的刚度。丝杠11为天线展开收拢机构的关键运动件，驱动曲柄14、连杆15将天线打开和收藏，要求具有高强度及高可靠性，并且中心需通馈电设备，因此经分析计算丝杠为采用滚珠丝杠，丝杠及螺母均采用9cr18加工，并且丝杠采用了中空设计，并增加了消隙设计，以保证运动的可靠性。

为了解决滚珠丝杠不具备自锁的特性，移动座13与盆型座10之间设置了丝杠导程杆16，主要解决滚珠丝杠螺母无自锁，同时具有运动导向作用。

天线肋展开机构3底部安装有高频箱4，高频箱4设置有与伺服转台2连接的接口，整个天线通过伺服转台2安装于载车1中。天线肋展开机构3通过伺服控制器17控制天线反射器6的展开及收拢。

本发明采用可折叠反射器及展开收拢机构完成大口径天线的展开及收拢，平时处于收拢状态，可方便实现一车一站，工作时载车1进入指定地点，进行天线展开，展开时间15分钟，然后由伺服转台2进行跟星工作。

本发明是一种新型将航天科技成果成功转化为军、民用市场的卫星地面终端。可作为迅速反应设备，随时进入预定工作点快速展开工作，输入所需的卫星指标参数，即可在短时间内完成天线展开，自动跟踪目标卫星。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种展开式轻型网状天线，包括馈源及其支撑结构、天线反射器和天线肋展开机构；天线反射器为半固面半网状结构，包括固面反射器和网状反射器，网状反射器由辐射状分布的刚性天线肋和其表面安装的柔性反射材料面组成；天线肋展开机构位于底部，网状反射器的刚性天线肋环周连接到天线肋展开机构边缘；固面反射器安装于天线肋展开机构上方并与网状反射器连接，馈源及其支撑结构安装于固面反射器顶部中央。本发明具有高收纳比、轻重量、快速反应的特点，可一键展开，实现了地面移动站的快速反应及快速工作，适用于紧急情况或突发状况下的快速反应及迅速转移，环境适应性很强。

技术研发人员：冯尚森;杨恪;王小珍;李玉清;郑攀博;田青;孙涛
受保护的技术使用者：西安航天恒星科技实业（集团）公司
技术研发日：2017.11.22
技术公布日：2018.04.24