[发明专利]一种方位俯仰型双齿轮轮轨式大型天线座架

说明书

本发明公开了一种方位俯仰型双齿轮轮轨式大型天线座架，它涉及通信、测控、雷达以及射电天文等领域中的天线技术。旨在提供一种承载能力好、刚度高、抗倾覆性强、运行设备空间大以及不易失稳的天线座架。它包括俯仰机构、方位机构、中心塔基和轨道。俯仰机构采用了双齿轮驱动形式，俯仰机构平台为两环双层桁架结构；方位机构的主支撑桁架采用了格构式结构，由若干三角形网格组成，滚轮机构由四组组成，每组滚轮机构中包含八个滚轮，滚轮配置方式为一分二、二分四和四分八；中心塔基缩短了传力路径，增大了抗倾覆力矩。本发明有效地提升了座架结构的整体刚度和抗风载能力，特别适合于大型及超大型天线的座架设计和制造。

技术领域

本发明涉及通信、测控、雷达以及射电天文等领域中的天线技 术，更具体地讲，涉及一种方位俯仰型双齿轮轮轨式大型天线座架。

背景技术

反射面天线因具有强方向性而广泛用于通信、测控和射电天文 领域中，特别地，大口径天线因具有高增益和高分辨率而在深空通 信及天文观测中占有重要地位。大型反射面天线一般采用方位-俯仰 型座架形式，实现对全空域的覆盖。随着天线后端设备越来越庞大、 接收频段越来越宽泛以及波束波导馈电等方面需求的提出，传统的 天线结构形式已经不再适用。

目前，世界上50米口径以上的反射面天线主要有上海65米射 电望远镜天线、意大利SRT(Sardinia Radio Telescope)64米天 线以及德国埃菲尔斯伯格(Effelsberg)100米天线。上述几个大型 反射面天线的结构形式虽然能够满足一定的使用要求，但存在以下不足：

(1)单齿轮驱动不能满足波束波导馈电需求。大型天线采用单 齿轮驱动时，齿轮位于座架中间位置，波束波导就要位于偏置位置， 为了避免运动干涉，与齿轮连接的承力杆件就要被去掉，使得结构 产生不对称变形，导致天线表面精度降低。

(2)采用单根钢箱梁结构的座架刚度弱。目前的大型天线均采 用了单根钢箱梁结构座架，这种座架形式刚度较弱，欲提高座架刚 度需增加箱梁截面尺寸，这样会使重量上升非常迅速，特别是对于 大型、超大型天线来说，重量会呈指数增加；由于钢箱梁的截面尺寸通常会非常大，梁体之间的连接会存在局部失稳的风险。

(3)座架抗倾覆能力弱。在传统的方位座架结构中，中心枢轴 通常位于座架下底面，座架的水平载荷需通过斜向支撑的远距离传 递才能到达枢轴位置，这样会增大座架的结构变形，影响天线的性 能；中心枢轴在座架下底面时，减小了天线的抗风载扰动和抗倾覆 力矩，使天线的动态性能降低。

公开号为CN204464475U中国专利公开了一种大口径全自动卫星 天线座架；公开号为CN210984915U中国专利公开了一种大口径天线 均载支撑结构；公开号为CN111740207A中国专利公开了一种三点承 载大型重载高精度二维机相扫雷达天线座；上述三个专利中分别涉 及了立柱式座架、单齿轮俯仰结构和箱梁结构座架，对于大型天线座架来说，存在以下不足：

(1)第一个专利所涉及的天线座架为立柱式结构，该种形式座 架的方位转动部分采用了滚动轴承，由于受到加工制造的限制，轴 承的直径仅能达到米级，不能满足大型反射面天线的需求。

(2)第二个专利所涉及的是单齿轮俯仰结构，传统的大型反射 面天线一般采用该种形式，虽然该种结构形式在天线表面精度方面 有一定的优势，但其较小的后端空间限制了应用，特别是当采用多 频段、波束波导和频率选择面馈电时，这种传统方法不能满足使用 要求。

(3)第三个专利所涉及的天线座架为箱梁结构形式，重量重； 中心枢轴位于座架底部，传力路径长，降低了座架承受水平载荷的 能力；每组滚轮机构中仅包含两个滚轮，当天线口径增大，天线重 量增加时，单轮承载力受到了限制。

发明内容