一种平面张拉膜天线罩及其安装方法与流程

本发明属于微波，具体涉及一种机械撑杆的自动变角度自锁装置。

背景技术：

1、天线罩广泛应用于军事和民用领域。天线罩将天线和外界环境形成物理隔离，保护天线免受风霜、雨雪、冰雹、尘雾等恶劣坏境的影响，为天线系统稳定工作提供一个相对安全的工作环境。

2、目前广泛应用的天线罩有空间桁架天线罩和介质壳体天线罩。随着天线工作频率的提高和阵面规模的扩大，现有的天线罩结构难以满足电性能需求。介质壳体天线罩由于热压罐尺寸限制，宽度方向不能做宽，对于大口径的天线阵面需要分块配置天线罩，多块天线罩之间的拼缝对天线增益等性能有很大影响；空间桁架结构天线罩由金属网架和膜罩组成，金属网架对天线微波存在遮挡，天线性能受到制约，同时安装架设过程复杂；充气膜结构天线罩电讯性能极好，但需要持续监测罩内气压，对增压系统和供电系统的可靠性要求极高；张拉膜天线罩是一种新型的天线罩结构形式。张拉膜结构依靠四周张拉罩体施加预张力，不需要额外的气压控制系统和供电系统，也不需要空间桁架结构天线罩的内部支撑骨架，仅依靠膜面变形平衡张力以抵抗风荷载。

3、一种张拉膜天线罩外形为马鞍形，其优点在于马鞍面为负高斯曲面，罩体表面刚度高，抵抗变形能力强。但由于其一组对边需起拱抬高以支撑马鞍面外形，起拱结构件对天线阵列方位扫描存在部分电遮挡，从而影响天线系统的电讯性能。一种解决办法是将起拱结构件远离天线阵列，代价是天线阵面的结构口径将比电口径大很多，结构外观非常宽大厚重。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的部分技术问题，本发明提出了一种平面张拉膜天线罩及其安装方法。天线罩罩体采用低介电常数、高抗拉强度的柔性介质薄膜，罩体内部不存在遮挡天线扫描的支撑骨架，具有极佳的电讯性能。罩体通过四周张拉工装施加膜面张力，增强表面刚度，提高天线罩抗风能力，适用于较大口径相控阵天线。

2、本发明的平面张拉膜天线罩包括罩体(1)、安装节点(2)和天线罩框架(3)；所述罩体(1)为平面柔性介质薄膜，天线阵列扫描区域无任何支撑骨架遮挡；所述天线罩框架(3)安装在主框架(4)上，用于调节天线到天线罩罩体间的距离；所述罩体(1)通过张拉工装(5)施加预紧力安装在所述天线罩框架上(3)；所述安装节点(2)设置于天线罩框架(3)上。

3、柔性介质薄膜为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料，优选低介电常数、高抗拉强度的膜材。柔性介质薄膜的厚度依据天线阵面尺寸和使用环境风速条件选型。当天线阵面尺寸较小，且使用环境风速较低时，柔性介质薄膜的厚度应尽可能小，以减少对电磁波的损耗。反之，当天线阵面尺寸跨度较大，且环境风速较为恶劣时，柔性介质薄膜应具备足够的厚度和抗拉强度，确保天线罩具有足够的刚度和强度抵抗风载荷。通过优选柔性介质薄膜的厚度，使天线罩在满足结构可靠性的同时，具有最佳的电讯性能。

4、罩体(1)包括柔性介质薄膜(11)、薄膜焊接拼缝(12)、张拉工装膜(13)和epdm绳索(14)；所述柔性介质薄膜(11)材质为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料；张拉工装膜(13)焊接于罩体(1)四边，epdm绳索(14)穿设在柔性介质薄膜(11)和张拉工装膜(7)的热合边上；罩体(1)宽度方向超过薄膜母材宽幅处通过薄膜焊接拼缝(12)拼接。

5、进一步地，柔性介质薄膜(11)介电常数小于3、抗拉强度大于5000n/5cm，弹性模量大于1600mpa。

6、安装节点(2)包括压条(21)、粘弹性胶层(22)、橡胶帽(23)和固定螺栓(24)；所述压条(21)通过所述固定螺栓(24)与所述天线罩框架(3)连接，所述压条(21)和所述罩体(1)之间铺设所述粘弹性胶层(22)密封，所述固定螺栓(24)通过所述橡胶帽(23)密封防护。

7、进一步地，固定螺栓(24)直径不小于8mm，排布间距不小于150mm。

8、天线罩框架(3)截面形状为u型，整体环形连通，高度：50≤h≤80mm，与天线阵列距离：100≤l≤300mm；所述天线罩框架(3)与下方主框架(4)通过固定螺钉(32)连接，与上方柔性介质薄膜(11)之间通过所述压条(21)和固定螺栓(24)连接，与柔性介质薄膜(11)之间有粘弹性胶层(22)密封防护。

9、天线罩框架(3)具有合理的高度和到天线阵列的距离，确保罩内扫描区域内无遮挡和散射。所述天线罩框架应具备足够的刚强度，确保在风荷载作用下不发生永久性变形。

10、张拉工装(5)用于天线罩得安装架设，包括支架(51)、长螺栓(52)、张拉铝型材(53)、螺母(54)和固定螺栓二(55)；所述支架(51)通过所述固定螺栓二(55)与所述主框架(4)连接；所述长螺栓(52)一边通过所述张拉铝型材(53)与所述张拉工装膜(13)连接，另一边通过所述螺母(54)固定在所述支架(51)上，通过拧紧螺母(54)给天线罩膜面导入预张力。

11、张拉工装安装在阵面主框架四周，通过预紧螺栓为罩体施加预张力，通过张力计测定膜面预张力大小，张力满足要求时安装紧固周边压条。固定完成后，涂胶密封，并充气检漏。通过检验后拆除张拉工装，完成平面张拉膜天线罩安装架设。

12、本发明的平面张拉膜天线罩的安装方法包含以下步骤：

13、首先，将天线罩框架(3)通过固定螺钉(32)安装在主框架(4)上，天线罩框架(3)与主框架(4)接触面涂胶密封，并在天线罩框架(3)与罩体(1)接触的上表面铺设一层粘弹体胶层(22)；

14、然后，在罩体(1)四边穿epdm绳索，将罩体(1)吊装于主框架(4)上方，在罩体(1)四边的张拉工装膜(13)上穿设张拉铝型材(53)，并通过长螺栓与四周支架连接；通过长螺栓(52)和螺母(54)调节罩体的膜面预张力，使柔性介质薄膜(11)获得6kn/m的膜面张力；

15、然后，将带有粘弹性胶层的压条(21)通过固定螺栓(24)安装在天线罩框架(3)上，并在螺栓头部安装橡胶帽(23)进行密封防护；

16、最后，所有压条安装完成后，拆除张拉铝型材(53)、长螺栓(52)和支架(51)，完成天线罩安装。

17、本发明的有益效果在于

18、1、本发明天线罩的透波区域为一层柔性薄膜，罩内天线扫描区域无任何支撑结构件的阻挡和散射，插入损耗低，对天线指向精度、副瓣抬高等电磁波性能影响小。

19、2、本发明天线罩结构形式新颖，具有质量轻、整体密封性好、抗风能力强、运输体积小、对天线阵面的安装接口尺寸要求小，安装架设方便快捷的特点。

20、3、本发明天线罩特别适用于固定地面气象站、远洋测量船等监测设备的天线保护罩。

技术特征：

1.一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：包括罩体(1)、安装节点(2)和天线罩框架(3)；所述罩体(1)为平面柔性介质薄膜，天线阵列扫描区域无任何支撑骨架遮挡；所述天线罩框架(3)安装在主框架(4)上，用于调节天线到天线罩罩体间的距离；所述罩体(1)通过张拉工装(5)施加预紧力安装在所述天线罩框架上(3)；所述安装节点(2)设置于天线罩框架(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述的罩体(1)包括柔性介质薄膜(11)、薄膜焊接拼缝(12)、张拉工装膜(13)和epdm绳索(14)；所述柔性介质薄膜(11)材质为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料；张拉工装膜(13)焊接于罩体(1)四边，epdm绳索(14)穿设在柔性介质薄膜(11)和张拉工装膜(7)的热合边上；罩体(1)宽度方向超过薄膜母材宽幅处通过薄膜焊接拼缝(12)拼接。

3.根据权利要求2所述的一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述的柔性介质薄膜(11)介电常数小于3、抗拉强度大于5000n/5cm，弹性模量大于1600mpa。

4.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述安装节点(2)包括压条(21)、粘弹性胶层(22)、橡胶帽(23)和固定螺栓(24)；所述压条(21)通过所述固定螺栓(24)与所述天线罩框架(3)连接，所述压条(21)和所述罩体(1)之间铺设所述粘弹性胶层(22)密封，所述固定螺栓(24)通过所述橡胶帽(23)密封防护。

5.根据权利要求4所述一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述固定螺栓(24)直径不小于8mm，排布间距不小于150mm。

6.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述的天线罩框架(3)截面形状为u型，整体环形连通，高度：50≤h≤80mm，与天线阵列距离：100≤l≤300mm；所述天线罩框架(3)与下方主框架(4)通过固定螺钉(32)连接，与上方柔性介质薄膜(11)之间通过所述压条(21)和固定螺栓(24)连接，与柔性介质薄膜(11)之间有粘弹性胶层(22)密封防护。

7.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩，其特征在于：所述张拉工装(5)用于天线罩得安装架设，包括支架(51)、长螺栓(52)、张拉铝型材(53)、螺母(54)和固定螺栓二(55)；所述支架(51)通过所述固定螺栓二(55)与所述主框架(4)连接；所述长螺栓(52)一边通过所述张拉铝型材(53)与所述张拉工装膜(13)连接，另一边通过所述螺母(54)固定在所述支架(51)上，通过拧紧螺母(54)给天线罩膜面导入预张力。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的平面张拉膜天线罩的安装方法，其特征在于，包含以下步骤：

技术总结
本发明提出了一种平面张拉膜天线罩及其安装方法。天线罩罩体采用低介电常数、高抗拉强度的柔性介质薄膜，罩体内部不存在遮挡天线扫描的支撑骨架，具有极佳的电讯性能。罩体通过四周张拉工装施加膜面张力，增强表面刚度，提高天线罩抗风能力，适用于较大口径相控阵天线。

技术研发人员：顾叶青,蔡建国,唐宝富,王金伟,丁可
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17