CN102683796B - 一种星载折叠式可动天线及其锁紧方法 - Google Patents

Abstract

一种星载折叠式可动天线及其锁紧方法，包括第一支架(2)、转轴(5)、锁紧释放装置(6)、第二支架(8)；第一支架(2)和第二支架(8)通过转轴(5)相连；在第一支架(2)上固定两个第一辅助支架(3)，第一辅助支架(3)设有供锁紧杆穿过的孔(11)；在第二支架(8)上固定两个第二辅助支架(4)，第二辅助支架(4)设有供锁紧杆穿过的孔(16)；锁紧杆穿过第一辅助支架(3)上的孔(11)和第二辅助支架(4)上的孔(16)，将第一辅助支架(3)和第二辅助支架(4)压紧固定。本发明在保证天线的刚度、强度、基频不变的前提下，减少了火工品数量，提高了天线解锁的可靠性，使得整个天线结构更加紧凑。

Description

一种星载折叠式可动天线及其锁紧方法

技术领域

本发明涉及一种星载可动天线折叠式锁紧方法，特别适用于天线反射器口径不大于1m、基频不高于60Hz的星载可动天线。

背景技术

星载可动天线被广泛应用于卫星、飞船、空间站等航天器上，包括中继终端可动天线，星间数传可动天线，点波束可动天线。卫星发射入轨后可动天线要火工品起爆解锁展开，火工品解锁的可靠性直接决定发射成功或失败。众所周知天线上装的火工品越多，天线解锁的可靠性越低。如图1所示，目前，我国星载可动天线(装有展开机构的可动天线)大部分都装有4个锁紧释放装置，在反射器组件1上设置1个锁紧释放装置，第一支架2上设置2个锁紧释放装置，展开臂上设置1个锁紧释放装置。每个锁紧释放装置6包括1发火工品，这样4发火工品都必须起爆，假如有1发未起爆，直接导致天线失效，卫星发射失败。

天线的第一支架2和第二支架8是两个可以相互转动的零件，如果减少火工品数量而没有将第一支架2和第二支架8都固定住，天线基频会下降，导致天线基频和整星基频耦合，造成结构破坏，或者天线无法满足自身的刚度、强度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种星载折叠式可动天线及其锁紧方法，在保证天线的刚度、强度、基频不变的前提下，减少了火工品数量，提高了天线解锁的可靠性，使得整个天线结构更加紧凑。

本发明包括如下技术方案：

一种星载折叠式可动天线，包括反射器组件、第一支架、转轴、两个锁紧释放装置、第二支架；反射器组件固定在第一支架上，第一支架和第二支架通过转轴相连；所述锁紧释放装置包括锁紧杆；在第一支架上固定两个第一辅助支架，第一辅助支架设有供锁紧杆穿过的孔；在第二支架上固定两个第二辅助支架，第二辅助支架设有供锁紧杆穿过的孔；锁紧杆穿过第一辅助支架上的孔和第二辅助支架上的孔，将第一辅助支架和第二辅助支架压紧固定。

第一辅助支架上设有多个用于减重的空腔，并设置了加强筋。

第二辅助支架4为钛合金材料。

一种星载折叠式可动天线锁紧方法，在第一支架上安装两个第一辅助支架，在第二支架上安装两个第二辅助支架；第一支架绕转轴转动至一定角度，使得第一辅助支架和第二辅助支架接触；将锁紧释放装置的锁紧杆分别穿过第一辅助支架和第二辅助支架的孔，然后将第一辅助支架和第二辅助支架压紧固定。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明将天线内部多个转动部件折叠后通过锁紧释放装置锁紧固定，在保证天线的刚度、强度、基频不变的前提下，减少了火工品数量，从而使得天线解锁的可靠性高，而且减小了对天线及星体的冲击；为整星火工品管理器节省了资源。对于同一可动天线，由原来用4发火工品减少到现在只用2发火工品锁紧天线，而且达到同样的锁紧要求。由于火工品的数量减少了，对应安装火工品的锁紧释放装置、低频电缆、接插件等减少了，操作步骤也减少了，大大节约了天线研制生产成本。

(2)采用本发明的折叠式天线及其锁紧方法使得整个天线结构更加紧凑，天线外包络尺寸缩小了。

附图说明

图1为现有的折叠式锁紧方式示意图；

图2为本发明折叠式锁紧原理示意图；

图3为某星载可动天线折叠式锁紧结构图；

图4为第一支架和第一辅助支架连接图；

图5为第二支架和第二辅助支架连接图；

图6为第一辅助支架和第二辅助支架压紧状态放大图；

图7为火工品起爆后，第一支架相对于第二支架转动图；

图8为锁紧释放装置锁紧状态的结构图；

图9为锁紧释放装置释放状态的结构图

图10为第一辅助支架的结构图。

具体实施方式

为了减少火工品数量，同时也要保证天线的刚度、强度及基频要求，经过反复论证、多个方案的攻关，最后提出了本发明的星载可动折叠式天线及其锁紧方法。本发明的锁紧原理如图2所示，将反射器组件1随着第一支架2旋转折叠到合适的角度，然后在第一支架2上设计两个第一辅助支架，在第二支架8上设计两个第二辅助支架，然后用两个锁紧释放装置6进行固定，这样只用2发火工品就能将天线锁住，不但提高了天线解锁可靠性，而且节省了资源。第一支架与第二支架的夹角不超过90度，优选为90度。

下面以Ka中继终端天线结构为例，对本发明进行详细说明。如图3所示，该天线包括反射器组件1、第一支架2、第一辅助支架3、第二辅助支架4、转轴5、锁紧释放装置6、支撑筒7、第二支架8、展开机构9及支撑结构10等。

第一辅助支架3与第一支架2的连接关系如图4所示，第一辅助支架3与第一支架2通过螺钉连接，两个第一辅助支架3对称固定在第一支架2两侧；第一辅助支架3上设置供锁紧杆穿过的孔11，并设有与第一支架固定的安装孔17。第一辅助支架3设计既要保证结构强度又要减轻重量，如图10所示，第一辅助支架设计了若干减重腔18，增加了加强筋19。

第二辅助支架4与第二支架8连接的关系如图5所示，第二辅助支架4与第二支架8通过螺钉连接，两个第二辅助支架4对称固定在第二支架8两侧；第二辅助支架4上设置供锁紧杆穿过的孔16。为了增加表面接触强度，第二辅助支架4采用钛合金材料。

第一支架2绕转轴5向第二支架8转动一定角度，使得第一辅助支架3和第二辅助支架4接触，并保证两个辅助支架上的孔11、16的中心线重合；锁紧释放装置6的锁紧杆穿过第一辅助支架3和第二辅助支架4的孔，通过锁紧释放装置6将第一辅助支架和第二辅助支架固定到支撑筒7上，支撑筒7连接到支撑结构10上，支撑结构10与卫星相连接，如图6所示。卫星发射入轨后，火工品起爆切断锁紧杆，锁紧杆通过弹簧弹出，此时第一支架2和第二支架8又可以相互转动，在伺服控制器的控制下，天线转动单元带动第一支架2及其上的反射器组件1绕转轴5转动，见图7所示，直到转至指令要求位置。对Ka中继终端天线进行了力学分析和力学试验。通过力学试验和分析，表明本发明可以满足星上力学环境指标要求。

下面对锁紧释放装置6的结构及工作原理进行介绍，锁紧释放装置包括锁紧座12、锁紧杆13、弹簧14以及火工品15等，锁紧释放装置通过锁紧杆13加力将第一辅助支架3和第二辅助支架4压紧锁住，锁紧释放装置锁紧状态见图8所示，当火工品15起爆切断锁紧杆13后，弹簧14将锁紧杆13从锁紧座12拔出，直至弹出第一辅助支架和第二辅助支架的孔，这个过程叫做锁紧释放装置6的释放过程，见图9所示，这样锁紧释放装置就完成了从锁紧到释放的过程。锁紧释放装置的具体结构是现有技术，在此不作详细说明。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种星载折叠式可动天线，包括反射器组件(1)、第一支架(2)、转轴(5)、锁紧释放装置(6)和第二支架(8)；反射器组件(1)固定在第一支架(2)上，第一支架(2)和第二支架(8)通过转轴(5)相连；所述锁紧释放装置(6)包括锁紧杆；其特征在于，在第一支架(2)上固定两个第一辅助支架(3)，第一辅助支架(3)设有供锁紧杆穿过的孔(11)；在第二支架(8)上固定两个第二辅助支架(4)，第二辅助支架(4)设有供锁紧杆穿过的孔(16)；锁紧杆穿过第一辅助支架(3)上的孔(11)和第二辅助支架(4)上的孔(16)，将第一辅助支架(3)和第二辅助支架(4)压紧固定；两个第一辅助支架(3)对称固定在第一支架(2)两侧；两个第二辅助支架(4)对称固定在第二支架(8)两侧。

2.如权利要求1所述的星载可动折叠式天线，其特征在于：第一辅助支架(3)上设有多个用于减重的空腔，并设置了加强筋。

3.如权利要求1所述的星载可动折叠式天线，其特征在于：第二辅助支架(4)为钛合金材料。

4.一种如权利要求1所述的星载折叠式可动天线的锁紧方法，其特征在于，在第一支架(2)上安装两个第一辅助支架(3)，在第二支架(8)上安装两个第二辅助支架(4)；第一支架(2)绕转轴(5)转动至一定角度，使得第一辅助支架(3)和第二辅助支架(4)接触；将锁紧释放装置(6)的锁紧杆分别穿过第一辅助支架(3)和第二辅助支架(4)的孔，然后将第一辅助支架(3)和第二辅助支架(4)压紧固定。

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