[发明专利]一种用于反射面天线的空间结构平衡重装置

说明书

本发明公开了一种用于反射面天线的空间结构平衡重装置，它涉及通信、测控以及射电天文等领域中的反射面天线的平衡重装置设计技术。旨在提供一种高刚度、轻量化、易安装且适合批量生产的平衡重结构。它包括配重体、主支撑杆、横梁、竖向撑杆、侧向撑杆、侧下撑杆、侧上撑杆、内撑杆和球节点等。平衡重装置外形呈对称结构，两块配重体由若干个杆件进行支撑，形成稳定的空间结构，这些空间杆件通过螺栓球与配重体相连接。本发明具有结构刚度好和重量轻的特点，同时能够平衡部分风载荷，减小了风载对天线的扰动，提高了天线系统的运行精度，特别适用于大中型反射面天线中的平衡重结构。

技术领域

本发明涉及大中等口径反射面天线技术领域，特别是指一种用于反射面天线的空间结构平衡重装置。

背景技术

通信、测控以及射电天文等领域中所使用的反射面天线，要具有俯仰功能，并且，俯仰轴要与俯仰转动部分的重心重合，使得俯仰转动惯量和俯仰风力矩较小。但在设计过程中，俯仰转动部分的重心位置，一般不可能做到与俯仰轴重合。

为了减小驱动装置的负荷，减小伺服误差，通常需要平衡装置。传统的方法是将平衡重块安装在俯仰装置的箱体内或者将平衡重块放置在俯仰齿轮的两侧，使俯仰转动部分达到静平衡，以减小不平衡力矩，减轻电机的负载。这种平衡重的结构形式虽然可以使反射面天线达到平衡状态，但存在以下缺陷：

（1）重量重。由于受俯仰箱体或齿轮空间尺寸影响，俯仰轴与平衡重块之间的距离会变短，导致力臂减小，使得平衡重块重量增加，同时增加了俯仰转动部分的重量，因此俯仰转动惯量、驱动装置以及整个天线系统的重量也随着增大。

（2）刚度低。由于俯仰齿轮为平面结构，当将配重块放置在上面时，会额外增加齿轮的负载，降低了齿轮的刚度，从而影响传动系统的精度。

（3）不易调整。传统平衡重装置的配重块为钢板或铅板，通过螺栓与箱体或齿轮连接，在天线的安装和调试过程中，不易实现连续调整。

公告号为CN203232950U的中国专利《天线座伺服配重装置》中公开了一种X-Y型天线座的配重装置，该方法虽然配平了X轴方向，但存在以下不足：

（1）只适用于X-Y型座架。该实用新型专利只适用于小口径反射面天线的X-Y型座架，对于应用广泛的A-E型座架则不适用，尤其是大中等口径的反射面天线。

（2）只平衡了X轴。该实用新型专利只提及平衡了X轴方向，放弃了在Y轴方向增加平衡重的方法。

（3）重量重。由于受两支臂尺寸限制，配重块距离X轴距离较近，为了达到平衡，需要增加配重块重量，导致了系统重量的增加。

公告号为CN2870200U的中国专利《自配重式天线支架》中公开了一种用于安装在建筑物上的天线支架；公告号为CN202111872U的中国专利《自带配重抗倾覆式屋顶美化天线基站》中公开了一种带有混凝土配重块的基站天线塔体结构。该两种方法虽然适合于固定式天线，但对于具有可做俯仰运动功能的反射面天线来说，存在以下不足：

（1）无法与反射面天线进行连接。以上两种实用新型专利所提供的方法只适用于基站等杆状天线形式，无法与反射面天线进行连接或匹配。

（2）不适用于做旋转运动的反射面天线。反射面天线在工作中要做俯仰运动，上述两种实用新型专利所提供的方法中提及的配重体均通过支架或底座与建筑物相连接，无法实现俯仰运动，因此不适用于做旋转运动的反射面天线。

发明的内容

有鉴于此，本发明提供一种用于反射面天线的空间结构平衡重装置，其具有刚度大、重量轻、易于调整以及能够快速安装的特点，能够有效提高天线系统的整体刚度和动态性能，同时能够降低制造成本和安装、运输成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：