[发明专利]可展开式碟型天线系统及其展开方法

说明书

技术领域

本发明涉及天线领域，特别是涉及一种可展开式碟型天线系统及其展开方法。

背景技术

微纳卫星具有体积小、重量轻等特点，对于一个微纳卫星来说所带的天线系统也需要体积小、重量轻，目前微纳卫星的通信系统一般采用多普勒型天线系统，多普勒型天线系统的发射功率受到卫星上供电系统和天线的尺寸的限制而对地面的信号接受装置提出了很高的要求；另外，由于多普勒型天线系统的增益小，所以其接受灵敏度给星载通信系统的低噪声放大系统和地面的发射装置提出了较高的要求。这就局限了微纳卫星在一些领域的应用，比如通信领域。

发明内容

基于此，有必要提供一种可用于微纳卫星的可展开式碟型天线系统及其展开方法。

一种可展开式碟型天线系统，包括天线盒、驱动装置、传动装置和天线组件，所述驱动装置和所述传动装置设置于所述天线盒内，所述传动装置包括内螺旋杆、外螺旋杆和滑块，所述内螺旋杆与所述驱动装置连接，所述外螺旋杆与所述内螺旋杆螺纹连接，所述滑块套设在所述外螺旋杆外，并和所述外螺旋杆螺纹连接；所述驱动装置能够带动所述内螺旋杆相对于所述天线盒升降和旋转，当所述内螺旋杆旋转时，能够使所述外螺旋杆相对所述内螺旋杆旋转上升或旋转下降，并使所述滑块相对于所述外螺旋杆上升或下降；所述天线组件包括多个天线面辐条、多个天线支撑辐条和柔性天线面，所述多个天线面辐条围绕所述外螺旋杆呈辐射状分布，所述多个天线支撑辐条分别与所述多个天线面辐条对应并围绕所述外螺旋杆呈辐射状分布；每一所述天线面辐条均固定在所述柔性天线面上，并且一端与所述滑块连接；每一所述天线支撑辐条的一端与对应的所述天线面辐条铰接，另一端与在所述滑块远离所述驱动装置一侧的外螺旋杆铰接；所述柔性天线面在所述多个天线面辐条的支撑下能够形成伞状结构；所述天线组件能够折叠并容纳于所述天线盒内，并能够在所述驱动装置的带动下伸出或缩回所述天线盒。

在其中一个实施例中，所述天线盒为矩形框架结构，所述矩形框架结构的侧面设置有多个分别与所述矩形框架结构的两侧连接的侧面支撑辐条。

在其中一个实施例中，所述可展开式碟型天线系统还包括机械转动舱，所述驱动装置设置于所述机械转动舱内。

在其中一个实施例中，所述机械转动舱设置有MicroD信号接口和射频SMA接口。

在其中一个实施例中，还包括馈电单元，所述馈电单元设置于所述外螺旋杆的顶端。

在其中一个实施例中，所述外螺旋杆与所述内螺旋杆为中空结构，所述馈电单元的馈线通过所述中空结构与卫星的通信系统连接。

在其中一个实施例中，所述天线盒上设置有多个装配孔，所述可展开式碟型天线系统通过所述多个装配孔连接到卫星上。

在其中一个实施例中，所述天线支撑辐条由PEEK材料制成。

在其中一个实施例中，所述天线支撑辐条通过连接片与所述外螺旋杆连接，所述连接片固定于所述外螺旋杆上，且与所述外螺旋杆的旋转轴平行设置，所述天线支撑辐条与所述连接片铰接。

一种所述可展开式碟型天线系统的展开方法，包括：

在未展开前，所述内螺旋杆和所述外螺旋杆均下降到底，所述滑块位于所述外螺旋杆的底部，所述天线组件折叠容纳于所述天线盒中；

当需要展开时，所述驱动装置驱动所述内螺旋杆上升和旋转，使得所述外螺旋杆旋转上升，并使得所述滑块上升，从而将所述天线组件推出天线盒外并使所述天线组件在所述天线盒外展开；

当需要收回所述天线组件时，所述驱动装置带动所述内螺旋杆下降并反向旋转。

本发明提供的可展开式碟型天线系统，天线组件能够收纳于天线盒内，内外旋杆机构的传动装置可以减少整个天线系统的重量的同时减小其发射前的体积，从而可以使该可展开式碟型天线系统能够应用于微纳卫星上。所述可展开式碟型天线系统可以通过天线盒装载到卫星上，当卫星进入外太空预定轨道时，在所述驱动装置和传动装置的作用下，所述天线组件能够伸出所述天线盒并在所述天线盒外完全展开，从而形成一个高增益的碟型天线。另外，可以通过控制内螺旋杆的转动方向使所述天线组件伸开和缩回，方便测试和运输。

本发明通过设计合理的内外螺旋机构和可折叠的柔性天线面，使得天线系统在收到天线打开指令前保证天线以折叠的方式存放在天线盒内，在系统收到天线打开指令后，内外螺旋机构推动天线组件顺利滑出天线盒并在天线盒外展开，实现整个柔性天线面的打开。

附图说明

图1为本发明提供的可展开式碟型天线系统的立体结构示意图；