[发明专利]一种可展桁架式薄膜反射阵列天线

说明书

本申请提供了一种可展桁架式薄膜反射阵列天线，包括：剪叉式展开支撑框架，剪叉式展开支撑框架包括多个剪叉单元、上连接滑块、下连接滑块、驱动连接件；弹性展开支撑结构，弹性展开支撑结构包括C形杆和卷绕机构，卷绕机构包括卷筒，C形杆一端与卷筒连接，另一端通过驱动连接件与下连接滑块连接，当可展桁架式薄膜反射阵列天线处于收纳状态时，C形杆从缺口处展平并卷绕于卷筒上，当可展桁架式薄膜反射阵列天线进行展开时，C形杆随卷筒转动沿轴向伸展，通过驱动连接件推动下连接滑块使剪叉式展开支撑框架展开。本申请通过在弹性展开支撑结构中使用C形杆，使在具有相同线性驱动能力的前提下具有更轻的质量。

技术领域

本申请属于航天器结构机构设计技术领域，尤其涉及一种可展桁架式薄膜反射阵列天线。

背景技术

微带反射阵列天线是一种由平面反射面和馈源构成的天线，具有体积小、质量轻，反射面易折叠，波束轮廓形状可调的优点。高增益大口径天线在空间雷达探测与卫星通信领域内具有重要的意义。空间可展薄膜微带反射阵列天线通过反射面的空间折展实现了在有限发射体积下，可以发射较大口径天线的需求，极大地提升了天线性能，降低了发射成本。

在中国专利申请CN11478448A中提及一种基于正多边形的剪叉式薄膜反射阵列天线支撑框架，该框架以带减速器的电机驱动机械臂，将天线部署到工作位置并展开，解决了小卫星搭载能力与大口径天线间的矛盾问题。但该方案中使用的带减速器的电机旋转关节其结构复杂，质量较大，位于卫星本体一侧的设计同样会带来航天器质心平衡工作量的增加。并且，该方案采用串联机构将驱动机构与框架间相连中剪叉机构的展开过程仅通过与一个上连接滑块相连的螺母丝杆副实现。当剪叉机构零部件加工精度不足时，剪叉构件间的形位公差会在闭环机构中累加，进而使得剪叉机构难以维持较好的形面精度，且铰链处摩擦力增大，使得框架难以实现展开。该方案中由于仅使用两段式机械臂与多边形框架构成串联机构，关节处的累积误差使得反射天线的反射位置较难实现精确调整。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可展桁架式薄膜反射阵列天线，以解决现有技术中星载微带反射阵列天线发射体积与大口径高增益天线需求间的矛盾的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种可展桁架式薄膜反射阵列天线，该可展桁架式薄膜反射阵列天线包括：

剪叉式展开支撑框架，剪叉式展开支撑框架包括多个剪叉单元组、上连接滑块、下连接滑块、驱动连接件，剪叉单元由两根相交的剪叉杆通过中部的铰链螺栓连接组成，一组剪叉单元通过铰链螺栓在连接点依次连接，形成剪叉单元组，连接点在剪叉杆端部；每个剪叉单元组之间通过上连接滑块和下连接滑块连接，形成剪叉式展开支撑框架，上连接滑块和下连接滑块连接剪叉单元组开放端的剪叉杆端部，剪叉式展开支撑框架外轮廓为多边形，剪叉单元组为多边形的一个边；

弹性展开支撑结构，弹性展开支撑结构包括多个C形杆和卷绕机构，卷绕机构包括卷筒，C形杆一端与卷筒连接，另一端通过驱动连接件与下连接滑块连接，

当可展桁架式薄膜反射阵列天线处于收纳状态时，C形杆从缺口处展平并卷绕于卷筒上，当可展桁架式薄膜反射阵列天线展开时，C形杆随卷筒转动沿C形杆轴向伸展，通过驱动连接件推动下连接滑块使剪叉式展开支撑框架展开。

进一步的，上述C形杆为优弧形状的弹性圆管，优选C形杆为圆弧角度100°至175°的优弧形状的弹性圆管，优选多个C形杆长度组成等比数列，以最短的C形杆为起始，多个C形杆沿顺时针方向和逆时针方向长度对称地依次递增，等比数列的比值为1.0～1.58，优选每个C形杆的长度与其对应的卷筒周长比值为圆周率的倍数且每个C形杆的直径与其对应的卷筒直径比为0.2～1.5。

进一步的，上述可展桁架式薄膜反射阵列天线还包括薄膜反射面，薄膜反射面通过连接拉索与上连接滑块相连。

进一步的，上述剪叉式展开支撑框架还包括导向连杆，导向连杆的一端与下连接滑块固定连接，上连接滑块设置在导向连杆上，上连接滑块能够在导向连杆两端沿导向连杆轴向自由滑动。