[实用新型]一种组合倾斜平台式大型天线

说明书

本实用新型公开了一种组合倾斜平台式大型天线，属于天线技术领域。该天线包括反射体和天线座架，天线座架为从上至下顺次连接的多层平台，反射体位于最顶部的平台的台板上。平台包括支撑柱和台板；支撑柱的顶部连接台板，底部通过升降装置与下一级的台板固定。每层平台通过下层支撑柱的组合运动，实现了本层平台一定空间角度范围的倾斜运动；多层平台之间的组合运动，最终实现了反射体较大范围的空间指向。本实用新型能够实现过顶跟踪功能，且具有结构简洁，传动可靠，便于施工等特点。

技术领域

本实用新型涉及到天线技术领域，特别涉及一种组合倾斜平台式大型天线。

背景技术

卫星地面固定跟踪测量站天线常常采用方位-俯仰型天线座。这种座架型式具有结构简单、传统可靠、精度高等优点。但却解决不了过顶跟踪的问题。过顶跟踪是动目标跟踪中的关键技术。尤其是对于低轨卫星，会在90°的天顶附近出现一个“盲区”。当卫星飞经这个盲区时，天线的方位速度变化剧烈而俯仰速度变化缓慢，地面站天线会因方位速度不够大而丢失跟踪目标。“盲区”的大小与地面站天线的方位速度和目标高度有关。提高方位速度可以减小“盲区”的范围，但“盲区”依然存在。因为要完全消除盲区理论上需要方位速度无穷大，而受制于电机调速范围，天线座体积和重量等因素，方位速度也不能无限制提高。

近年来随着低轨卫星遥感技术的不断发展，使用低轨卫星进行地面资源勘察或军事侦察已经相当普遍，过顶跟踪问题愈发显得迫切。到目前为止，各国科学家解决目标过顶跟踪问题主要采用了如下的一些方式：

X-Y型天线座：X-Y型天线座的二根轴都是水平配重，互相正交，相当于把方位-俯仰型天线座的方位轴转到水平位置。因此，它的盲区在地平线上。通常该区域不在要求的工作空域内，所以可以很好的解决过顶跟踪问题。但其缺点是：结构不紧凑，两轴均需加平衡重量，从而造成两轴的转动惯量很大，不适合大型天线。

方位轴倾斜天线座：将天线方位轴向某个方向倾斜一个角度，使得测站天线偏离跟踪盲区，从而降低对天线方位转动最大速度的要求，实现对天顶区域的有效跟踪。由于跟踪目标的轨道的不同，方位轴倾斜具有明显的方向性，故而该形式相当于是把方位-俯仰型天线座安装在了倾斜机构上。但其缺点是：1、倾斜机构的转动回差会直接影响天线座的基础刚度和跟踪精度，从而使天线座的谐振频率降低，2、倾斜机构距离天线反射面太远，使得天线本身承受较大的倾覆力矩；3、承受能力有限，制作和调整困难，也不适合于大型天线。

方位-俯仰天线座增加抬升机构：针对于方位俯仰型的天线，在其天线座下方增加了抬升装置。相当于将整个天线抬起来，并抬起的方向还可以调整。抬升装置的一般采用液压或丝杠等形式。一个方向的抬升到某一固定角度，就相当于方位轴倾斜天线座的情况。该种形式的缺点也是不适合于大型天线。

并联机构天线座：抛开了传统的轴系运动，而直接使用多杆并联机构作为天线座。各杆使用直线驱动机构以及铰接方式，实现了天线头相对于天线座的多自由度运动，尤其对于天顶区域的指向更加准确灵活。其缺点是变换速度有限，承载能力有限，该结构形式也不适合大型天线。

主动反射面技术：贵州平塘大窝凼建成的500迷口径球面天线(FAST)，由于口径巨大，完全超过了传统天线座的承载范围，故而采用了反射面的主动变形技术。FAST采用了主动反射面形式，并没有天线座结构。反射面直接安装在一张柔性索网上，通过下拉地锚促动器对柔性索网的节点进行实时数控的拉力驱动，使得反射面被张拉成瞬时不同指向的抛物面。该形式也有一些引申的结构，比如无天线座而直接三杆(四杆，六杆等)顶升支撑反射面等。该类形式天线虽然不存在天顶盲区的问题，但是观测角度有限，集中于天顶区域附近。另外，该天线形式具有较大局限性，除特殊情况外并不适合推广。

综上所述，以上各种方法虽然可以解决小口径天线的过顶问题，但并不能有效解决大型全可动天线的过顶跟踪问题，主要是难以克服大型天线的体量问题。对于大型全可动天线，其反射体加上座架的重量非常之大，动辄几千吨，且其高度达百米左右，在运动过程中会产生巨大惯量。

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