[发明专利]一种形面精度可在轨调节的空间可展开网状天线

说明书

本发明提供了一种形面精度可在轨调节的空间可展开网状天线，包括：可折叠环形支撑杆、弹性拉索、中心可折叠支撑桁架和中心可升降平台；中心可折叠支撑桁架顶端安装中心可升降平台，可折叠环形支撑杆以中心可折叠支撑桁架为中心环绕，弹性拉索通过可折叠环形支撑杆构成天线反射面，天线反射面底面通过弹性拉索连接中心可折叠支撑桁架，天线反射面顶面通过弹性拉索连接中心可升降平台。本发明采用复合材料环形可折叠杆与弹性拉索组成天线反射面，通过复合材料环形可折叠杆提供环向支撑刚度，采用一层索网即可实现抛物面天线反射面，使得天线拉索系统较为简洁，加工制备难度较低，并且能够实现很高的收纳比。

技术领域

本发明涉及空间可展开网状天线结构技术领域，具体地，涉及一种形面精度可在轨调节的空间可展开网状天线。

背景技术

随着科学技术的发展，未来高分辨率的空间探索、观测及高容量的空间通讯需要大口径、高收纳比及高形面精度的空间天线。空间可展开网状天线具有口径大、收纳比高及质量轻的优点，是未来空间大型天线的主要发展方向。在空间环境中，大型空间可展开网状天线反射面的温度将随着轨道位置产生剧烈变化，导致天线反射面产生热变形，进而降低天线反射面的形面精度。同时，大型网状天线通常在地面有重力环境中制备生产。当天线发射入轨后，重力释放将导致天线反射面产生一定的变形，进而降低天线反射面的形面精度。目前，空间大型天线反射面的形面精度是制约天线性能提升的关键因素。天线的工作频率越高，其电性能越优异，但对天线反射面的形面精度要求也越高。因此，高形面精度是实现高工作频率高性能空间可展开天线的基础，形面精度可在轨调节是空间可展开网状天线的发展方向。

我国现阶段已公开的发明中，应用于不同航天器的大型空间可展开网状天线大都基于多层索网或复杂的张拉系统实现天线反射面赋形，如专利“环形交叉索网天线”(申请公布号CN I08306100 A)、“充气展开式索网反射面天线反射器”(申请公布号CN I06887714A)、“伞式可展开网状天线”(申请公布号CN I02447156 A)以及“一种柔性赋形索网天线”(申请公布号CN 108155454 A)。这些网状天线可以通过调整其拉索的内部预拉力来实现天线形面精度的调节，但多达几千或上万根的拉索使得形面调节过程过于复杂，且严重依赖操作者的个人经验。一些研究中提出利用形状记忆材料或其它形式的作动器来调节拉索的预拉力，进而实现网状天线的在轨形面调节。这些调节方案需采用大量的作动器，并且需要结合高精度天线形面测量设备，最终导致天线的重量、能耗无法满足使用要求，且天线的整体可靠性严重降低。而针对大口径或超大口径的网状天线，其索网系统中的拉索数量呈几何倍数增加，因此依靠大量作动器来实现天线在轨形面调节的方案已不可行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种形面精度可在轨调节的空间可展开网状天线。

根据本发明提供的一种形面精度可在轨调节的空间可展开网状天线，包括：可折叠环形支撑杆、弹性拉索、中心可折叠支撑桁架和中心可升降平台；

所述中心可折叠支撑桁架顶端安装所述中心可升降平台，所述可折叠环形支撑杆以所述中心可折叠支撑桁架为中心环绕，所述弹性拉索通过所述可折叠环形支撑杆构成天线反射面，所述天线反射面底面通过所述弹性拉索连接所述中心可折叠支撑桁架，所述天线反射面顶面通过所述弹性拉索连接所述中心可升降平台。

优选地，所述中心可折叠支撑桁架设置为可沿其长度方向移动的柱状。

优选地，所述中心可升降平台设置为圆盘状，所述中心可升降平台通过所述中心可折叠支撑桁架的伸展收缩动作实现升降。

优选地，所述弹性拉索安装有多个并且长度相同，所述所述弹性拉索呈辐射状均匀分布。

优选地，所述可折叠环形支撑杆安装有多个并且直径由小到大逐渐增加，底部所述可折叠环形支撑杆直径最小。

优选地，所述天线反射面底面通过多个所述可折叠环形支撑杆设置为反抛物面状，所述天线反射面顶面设置为圆台状，所述天线反射面为单层有环索网结构。