[发明专利]一种固面展开天线的振动测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种固面展开天线的振动测试装置及方法，包括固面展开天线本体、振动激励部分及振动检测部分；所述固面展开天线包括中心板、主瓣板及次瓣板，所述振动激励部分与固面展开天线本体连接，以驱动固面展开天线产生振动，所述振动检测部分包括扫描式激光测振仪及加速度传感器以用于处理和显示振动信息的计算机，所述扫描式激光测振仪用于检测固面展开天线的振动，所述计算机与扫描式激光测振仪相连接。本发明结构简单，检测数据准确。

技术领域

本发明涉及空间可展结构的振动测量分析领域，具体涉及一种固面展开天线的振动测试装置及方法。

背景技术

星载天线是卫星进行信号传输的重要装置，近年来，社会各领域的无线通讯数据量急速增长，为应对巨大的数据吞吐量，星载天线的口径随之增大，但是受限于运载火箭的有限运载空间，采用可展开的星载天线成为解决上述矛盾的有效技术思路。随着天线孔径的增大，高收纳率的索网式可展开天线的型面精度随之变差，进而影响了星载天线的增益及分辨率，使天线的工作效率下降。

不同于一般索网结构的展开天线，固面展开天线的型面精度由组成的固体板壳表面精度决定。虽然固面展开天线存在质量大，收纳率低等缺点，但是其高精度的型面十分适合接收和发射高频信号，同时保证天线具有较高的增益。

固面展开天线结构简单，其展开过程多采用扭簧驱动。由于组成板的质量较大，在展开过程中惯性也较大，在展开过程及到位时极易产生振动；在轨运行期间同样易受星体姿态调整等影响而产生持续、低频的振动。因此，对固面展开天线进行振动测试与分析，对天线振动抑制方法研究具有重要的实验参考意义。扫描式激光测振系统具有操作简便、可测范围大、检测数据全面等优点适合于对大面积的可展开天线进行振动检测；另一方面加速度传感器具有灵敏度高，频率宽，精度高等优势与全场式测振方法结合使用，检测数据更加准确。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明首要目的提供一种固面展开天线的振动测试装置，本装置考虑了重力的影响，并采用三种不同类型的铰链进行板与板之间的连接。三种不同类型的铰链能够保证各个天线组成板在有重力影响的情况下仍能保持天线的型面。

本发明的另一个目的是提供一种固面展开天线的振动测试装置的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种固面展开天线的振动测试装置，包括固面展开天线本体、振动激励部分及振动检测部分；

所述固面展开天线本体包括中心板、主瓣板及次瓣板，所述中心板固定在固面展开天线本体的中心位置，主瓣板沿着中心板圆周均匀设置，且通过Ⅰ型铰链与中心板连接，所述相邻主瓣板之间设置两块次瓣板，所述次瓣板通过Ⅱ型铰链与主瓣板连接，两块次瓣板之间通过Ⅲ型铰链连接；

所述振动激励部分包括三个激振器、功率放大器及信号发生器，所述三个激振器按照固面展开天线本体外轮廓周向均匀分布，所述激振器的输出顶杆与主瓣板连接，所述信号发生器与功率放大器连接，所述功率放大器驱动激振器使固面展开天线本体产生振动；

所述振动检测部分检测固面展开天线本体的振动信号，得到固面展开天线本体的振动信息。

所述振动检测部分包括扫描式激光测振仪、加速度传感器、电荷放大器、数据采集卡及计算机，所述计算机与扫描式激光测振仪连接，固面展开天线本体在扫描式激光测振仪的视野范围内，所述加速度传感器设置在主瓣板的末端，所述加速度传感器检测主瓣板的振动信号后，依次通过电荷放大器及数据采集卡输入计算机。

所述固定展开天线本体包括六块主瓣板、十二块次瓣板、一块中心板、三根天线馈源支撑杆及一个天线馈源，所述天线馈源设置在中心板的中心位置，所述三根天线馈源支撑杆一端连接在中心板上，另一端连接在天线馈源上，每一块主瓣板通过两个Ⅰ型铰链与中心板连接，所述主瓣板与次瓣板之间通过两个Ⅱ型铰链连接，两个Ⅱ型铰链的转轴共线，次瓣板之间采用两个Ⅲ型铰链连接。