[发明专利]一种具有波束赋形的新型三层网状可展开天线桁架结构

说明书

本发明公开了一种具有波束赋形的新型三层网状可展开天线桁架结构，该结构由若干个平行四边形结构单元装配组成，每个单元由两个三向接头、两个中间接头、一个上五向接头、一个下五向接头、一个卡止机构、一个左竖杆组件、一个右竖杆组件、两根横杆、一根粗斜杆和一根细斜杆组成。本发明中间接头固定在竖杆组件中的标尺杆上，与三向接头和五向接头共同构成上、中、下三层固定位置的天线桁架；通过设计五向接头为双层结构，将粗斜杆和细斜杆置于外层平面，可提高天线的横向收纳比。本发明在粗斜杆上安装一个卡止机构，实现可展开桁架机构的双向卡止；并设计各个接头的挂锁结构，可简化挂索方式，精确边界索固定位置。

技术领域

本发明属于星载可展开天线结构设计领域，具体是一种具有上、中、下三层固定接头的具有波束赋形的新型三层网状可展开天线桁架结构，可应用于具有波束赋形的三层网状天线的桁架支撑结构。

背景技术

大型星载天线被广泛应用于电子侦查、气象监测、空间通信等领域，随着天线技术的快速发展，环形可展开天线因其具有大口径、轻质量、高收纳比的特点成为各国宇航界研究的重点。

在环形可展开天线领域，最经典的桁架结构形式为AM-1环形可展开天线，AM-1天线的可展开结构由若干个平行四边形单元组成，在平行四边形单元中，横杆和竖杆构成平行四边形的结构，粗斜杆和细斜杆在平行四边形的对角线上组成伸缩杆结构，通过改变伸缩杆的长度，可实现单元的展开与收拢。AM-1的平行四边形单元中，横杆、竖杆和斜杆都在同一平面内，天线桁架处于完全收拢态时，所有杆件都竖直分布在圆周上，这将导致天线收拢周长变大，即收拢直径偏大。在卫星发射阶段，可展开天线处于收拢状态并被固定在火箭的整流罩内，由于其空间有限，故天线的收拢体积越小越好。

赋型反射面天线具有效率高、服务区相邻区域信号干扰小的特点，被广泛应用于卫星通讯中；文件CN106294970A公开了一种具有赋形波束的新型网状天线结构设计方法，如图1所示，针对AstroMesh网状天线的波束赋形设计提出了一种三层波束赋形索网反射面天线结构设计方法，通过增加一层“顶层网”，对金属丝网附着的工作网面进行双向牵引，从而实现所需的赋型反射面形状；因此，很有必要基于波束赋形的三层网状天线结构来研究新型三层网状可展开天线桁架结构(如图2(a)、2(b)所示)，并应用于实际工程中。

发明内容

本发明的目的是针对上述国内外现有技术的不足，提出一种具有波束赋形的新型三层网状可展开天线桁架结构，该结构基于AM-1环形可展开桁架结构，着眼于波束赋形的三层网状天线，通过在竖杆组件上增加中间接头，且中间接头可沿竖向标尺杆上下调节，与三向接头和五向接头一起构成上、中、下三层固定结构的天线桁架；并通过设计五向接头，将平行四边形结构单元的对角线(粗细斜杆组成的伸缩杆结构)外移，即对角线结构与平行四边形结构分别在两个平行的平面上，可减小天线桁架的收拢直径；针对天线桁架展开态的回弹问题，在伸缩杆上设计安装卡止机构，在完全展开到位后桁架形成稳定结构，在一定程度上可提高结构的刚度；在各个接头上设计挂索结构，简化挂索方式，精确边界索固定位置。