CN105281015B - 一种二维随动动中通卫星通讯天线结构 - Google Patents

一种二维随动动中通卫星通讯天线结构 Download PDF

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一种二维随动动中通卫星通讯天线结构属于船载动中通卫星通讯天线二维随动结构设计技术领域，本发明是一种采用连杆驱动机构作为内环(航向环)的二维随动结构。针对传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构在赤道地区使用时，在外界扰动下不能快速对准天顶的卫星缺陷，设计了一种采用连杆驱动机构作为内环(航向环)的二维随动结构，该结构在赤道地区使用时，外界航向扰动可以通过航向连杆运动机构的航向运动迅速消除。

Description

一种二维随动动中通卫星通讯天线结构
技术领域
本发明属于船载动中通卫星通讯天线二维随动结构设计技术领域.本发明尤其涉及一种采用连杆驱动机构作为内环的船载动中通卫星通讯天线二维随动结构设计.
背景技术
目前传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构都是由航向轴和俯仰轴构成，该结构形式设计情况如下：
传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构示意图见图1.安装基座1一般是一个铸件，作为整个设备的对外机械接口，同时通过轴承与航向框5连接，航向齿轮8与安装基座1固连再一起.航向电机7安装在航向框5之上，在航向电机7的驱动下，航向框5绕安装基座1转动.馈源2，主反射面3，副反射面4作为整个设备的有效负载安装在俯仰框6上，俯仰框6通过2个轴承与航向框5连接，俯仰齿轮10与俯仰框6固连，俯仰电机9安装在航向框5上，俯仰电机9通过驱动俯仰齿轮10带动俯仰框6做俯仰运动；在整个二维随动船载动中通卫星通讯天线结构中，航向运动为外环，俯仰运动为内环，航向框5运动时带动俯仰框6一起运动.这种结构形式的动中通卫星通讯天线在非赤道区域使用时，在船体运动和外界扰动情况下，通过航向和俯仰两个轴向的调整使天线波束对准静止轨道卫星，实现不间断通讯.这种传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构在赤道地区使用时，俯仰框6指向天顶，俯仰角为90度，这时如果发生与俯仰垂直方向的外界扰动，即使是一个轻微的偏离，航向框5的转动也要转动90度，才有可能使使馈源2，主反射面3，副反射面4组成的有效负载对准天顶的静止轨道卫星，通过航向框5的转动已经不能使有效负载快速对准天顶的卫星.这一缺陷限制了传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构的使用范围，事实上该结构的卫星通讯天线不能在赤道地区使用，在赤道地区使用的船载动中通卫星通讯天线都是三轴的.
附图说明
图1是传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构示意图；
图2是连杆驱动机构作为内环(航向环)的船载动中通卫星通讯天线二维随动结构设计示意图；
图3是4连杆机构运动模型示意图；
【附图符号说明】
1-安装基座；
2-馈源；
3-主反射面；
4-副反射面；
5-航向框；
6-俯仰框；
7-航向电机；
8-航向齿轮；
9-俯仰电机；
10-俯仰齿轮；
11-航向驱动杆框；
12-连杆；
13-主反射面座；
14-连杆a；
15-连杆b；
16-连杆c；
17-旋转副；
18-连杆d；
19-固定旋转副；
发明内容
本发明针对传统二维随动船载动中通卫星通讯天线结构在赤道地区使用时，图1中俯仰框6指向天顶、俯仰角为90度时，通过航向框5的转动不能使有效负载快速对准天顶的卫星缺陷，设计了一种采用连杆驱动机构作为内环(航向环)的船载动中通卫星通讯天线二维随动结构，该结构形式设计情况如图2所示。
一种采用连杆驱动机构作为内环的船载动中通卫星通讯天线二维随动结构，包括安装基座(1)，馈源(2)，主反射面(3)，副反射面(4)，俯仰框(6)，航向电机(7)，航向齿轮(8)，俯仰电机(9)，俯仰齿轮(10)，航向驱动杆(11)，连杆(12)，主反射面座(13)。其特征在于：由航向驱动杆(11)，连杆(12)，主反射面座(13)构成的航向运动机构作为内环，航向运动机构的运动模型等同于一个4连杆机构。在随俯仰框(6)作俯仰运动的同时，航向框在航向电机(7)、航向齿轮(8)、航向驱动杆(11)的驱动下做航向运动，主反射面座(13)带动馈源(2)、主反射面(3)、副反射面(4)对准卫星。
具体实施方式
图2中，安装基座(1)是整个设备的支撑结构，负责对外机械接口，俯仰电机(9)驱动与俯仰框(6)固连在一起的俯仰齿轮(10)，带动整个设备做俯仰框运动。由航向驱动杆(11)，连杆(12)，主反射面座(13)构成的航向运动机构作为内环，在俯仰框(6)带动下随俯仰框(6)作俯仰运动的同时，在航向电机(7)、航向齿轮(8)、航向驱动杆(11)的驱动下做航向运动，主反射面座(13)带动馈源(2)、主反射面(3)、副反射面(4)对准卫星。航向连杆运动机构的运动模型等同于一个4连杆机构，4连杆机构示意图见图3。
图3中，4连杆机构运动模型由连杆a(14)、连杆b(15)、连杆c(16)、旋转副(17)、连杆d(18)、固定旋转副(19)构成。在连杆a(14)受到如图3所示力矩时，做围绕固定旋转副(19)的旋转运动，通过连杆b(15)、连杆d(18)的带动，连杆c(16)做围绕固定旋转副的旋转运动，运动角度、速度、加速度等规律与连杆a(14)相同。
该船载动中通卫星通讯天线二维随动结构在赤道地区使用时，由馈源(2)、主反射面(3)、副反射面(4)组成的有效负载对准天顶卫星，外界航向扰动可以通过由航向驱动杆(11)，连杆(12)，主反射面座(13)构成的航向连杆运动机构的航向运动迅速消除。
尽管已经结合具体实例对本发明进行了详细描述，但是本领域的技术人员应该理解，在不超出本发明精神和实质的情况下，各种在本发明基础上的改进、修正、变形都落入本发明保护范围内。

Claims (1)

1.一种二维随动动中通卫星通讯天线结构，包括安装基座(1)、馈源(2)、主反射面(3)、副反射面(4)、俯仰框(6)、航向电机(7)、航向齿轮(8)、俯仰电机(9)、俯仰齿轮(10)、航向驱动杆(11)、连杆(12)、主反射面座(13)，其特征在于：由航向一个驱动杆(11)，两个连杆(12)，主反射面座(13)构成的航向运动机构作为内环，驱动杆(11)中部通过固定旋转副与航向齿轮(8)连接，驱动杆(11)受到力矩时，做围绕固定旋转副的旋转，驱动杆(11)的两端分别通过一个旋转副连接两个连杆(12)的一端，两个连杆(12)的另一端分别通过一个旋转副连接主反射面座(13)的两端，航向运动机构的运动模型等同于一个包括固定旋转副、构成框形的4个连杆及连杆之间通过旋转副连接的4连杆机构，固定旋转副位于驱动杆(11)中部，驱动杆(11)、两个连杆(12)、主反射面座(13)等效于4连杆机构中的四个连杆；航向运动机构在随俯仰框(6)作俯仰运动的同时，航向运动机构在航向电机(7)、航向齿轮(8)、航向驱动杆(11)的驱动下做航向运动，主反射面座(13)带动馈源(2)、主反射面(3)、副反射面(4)对准卫星。
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