CN106486730B - 星载可展开平板天线支撑桁架及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了星载可展开平板天线支撑桁架及其装配方法，本发明提供的星载可展开平板天线支撑桁架包括：相对卫星平台对称分布的第一天线侧板和第二天线侧板，以及固定安装在所述卫星平台的顶部的天线中板；所述第一天线侧板和第二天线侧板结构相同；连接第一天线侧板一端与卫星平台的第一展开机构，连接第二天线侧板一端与卫星平台的第二展开机构；连接第一天线侧板另一端与卫星平台的第一桁架杆系，连接第二天线侧板另一端与卫星平台的第二桁架杆系。本发明提供的星载可展开平板天线支撑桁架结构简单、装配方便。

Description

星载可展开平板天线支撑桁架及其装配方法

技术领域

本发明涉及航天飞行器技术领域，尤其涉及一种星载可展开平板天线支撑桁架及其装配方法。

背景技术

目前，国内外对卫星太阳翼可展机构的研究和应用较多，太阳翼均采用无源机构展开，且在轨展开后无特殊精度要求；而SAR平板天线由于展开后天线的形面精度对天线的电性能有直接影响，对其成像质量有很大关系，为确保SAR天线在轨展开后保持较大的刚度，通常在天线背面采用杆系支撑的方案。国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，国内在雷达卫星的研制方面起步较晚，已在轨的遥感雷达卫星天线与RADARSAT-1结构相近。针对平板SAR天线发展的结构特点和展开模式，其不足之处主要表现在：

a.机构展开构型和布局组成设计相对比较复杂，带来产品重量增加，影响在轨展开的可靠性；

b.支撑桁架在地面集成和试验调试较复杂。

发明内容

本发明解决的问题是现有天线支撑桁架构型复杂，调试复杂；为解决所述问题，本发明提供星载可展开平板天线支撑桁架及其装配方法。

本发明提供的星载可展开平板天线支撑桁架包括：相对卫星平台对称分布的第一天线侧板和第二天线侧板，以及固定安装在所述卫星平台的顶部的天线中板；所述第一天线侧板和第二天线侧板结构相同，连接第一天线侧板一端与卫星平台的第一展开机构，连接第二天线侧板一端与卫星平台的第二展开机构；连接第一天线侧板另一端与卫星平台的第一桁架杆系，连接第二天线侧板另一端与卫星平台的第二桁架杆系；所述第一桁架杆系与第二桁架杆系结构相同，安装位置对称；所述第一桁架杆系包括：第一撑杆、第二撑杆、第三撑杆、杆件框架安装支座组件、杆件星体安装支座组件、杆间铰链、调整件；所述第一撑杆、第二撑杆分别通过杆件框架安装支座组件连接于第一天线侧板，所述第三撑杆通过所述杆件星体安装支座组件连接于卫星平台；所述天线支撑桁架展开后，所述第一撑杆、第二撑杆、第三撑杆构成“Y”型斜撑式构型；所述第一天线侧板、第二天线侧板与天线中板在同一水平面。

进一步，所述第一撑杆和第二撑杆以及第三撑杆之间通过杆间铰链连接；第一撑杆和第二撑杆相对于第三撑杆保持同步转动；所述杆间铰链具有杆件展开到位后锁定的功能，且在三杆位于同一水平面时实现锁定。

进一步，所述调整件数量根据需要确定，安装于撑杆和所述杆间铰链之间，以满足所述天线支撑桁架展开后，所述第一天线侧板、第二天线侧板与天线中板在同一水平面，所述第一撑杆和第二撑杆以及第三撑杆在同一个水平面。

进一步，所述第一撑杆、第二撑杆可绕所述杆件框架安装支座组件转动、所述第三撑杆可绕所述杆件星体安装支座组件转动。

进一步，所述第一展开机构与第二展开机构结构相同；所述第二展开机构包括驱动组件、转接件、第一侧板连接铰链、第二侧板连接铰链；所述第一侧板连接铰链与第二侧板连接铰链连接所述第二天线侧板与卫星平台；所述第一侧板连接铰链和第二侧板连接铰链在所述天线侧板展开到位后具备锁定的功能，且在夹角90°时实现锁定；所述驱动组件的输出轴一端通过转接件直接驱动所述第一侧板连接铰链转动，使第二天线侧板从收拢状态转动90°至展开状态，从而带动第二侧板连接铰链转动；所述第二天线侧板展开后相对所述卫星平台转动90°。

进一步，所述驱动组件的输出轴与转接件通过螺钉连接；所述第一侧板连接铰链通过扁平轴与转接件连接。

本发明提供的星载可展开平板天线支撑桁架的装配方法包括：

步骤一、对桁架杆系中撑杆的长度进行调节，使天线支撑桁架展开时，第一天线侧板、第二天线侧板与天线中板在同一水平面，且同一桁架杆系中的撑杆在同一个水平面；

步骤二、在所述第一侧板连接铰链或第二侧板连接铰链与卫星平台安装面之间增加一定厚度的所述调整件，直至所述第一侧板连接铰链和第二侧板连接铰链能同时锁定到位；在第一天线侧板与卫星平台之间作同样处理；

步骤三、对所述桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板和卫星平台的间距进行检查和调整，满足桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板和卫星平台的间距要求。

进一步，所述步骤一的调整方法如下：在平板天线展开状态下，可选取不同厚度的所述调整件安装在所述第一撑杆和所述杆间铰链之间或所述第二撑杆和所述杆间铰链之间，对平板天线全阵面的平面精度进行微调，直至满足天线的平面精度要求，并确保所述杆间铰链与第一侧板连接铰链和第二侧板连接铰链中任何一个能同时锁定到位。

进一步，所述步骤三包括：将平板天线收拢后，检查所述第一撑杆、第二撑杆与所述天线侧板之间，所述第三撑杆与和卫星平台之间的间隙，若所述第一撑杆、第二撑杆与所述天线侧板之间的间隙比所述第三撑杆与和卫星平台之间的间隙大，于所述第三撑杆和所述杆间铰链之间安装调整件；若所述第一撑杆、第二撑杆与所述天线侧板之间的间隙比所述第三撑杆与和卫星平台之间的间隙小，于所述第一撑杆和所述杆间铰链之间以及所述第二撑杆和所述杆间铰链之间安装调整件，直至满足桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板和卫星平台的间距要求。

本发明由于采取上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明提供的一种星载可展开平板天线支撑桁架，进行桁架杆系构型的优化，展开机构采用单边驱动，简化了现有机构的展开构型和布局组成，易于实现产品轻量化；

2）本发明提供的一种星载可展开平板天线支撑桁架，采用“Y”型斜撑式构型的支撑方案，减少杆件和活动部件的数量，能有效提高其展开后的支撑刚度和在轨展开、锁定的可靠性；

3）本发明提供的一种星载可展开平板天线支撑桁架的地面装配调节方式，该方法简单方便，易于实现，降低了地面集成和试验调试难度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种星载可展开平板天线支撑桁架收拢状态的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种星载可展开平板天线支撑桁架展开状态的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种星载可展开平板天线支撑桁架及展开方式作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的本发明提供的星载可展开平板天线支撑桁架包括：相对卫星平台对称分布的第一天线侧板02和第二天线侧板，以及固定安装在所述卫星平台14的顶部的天线中板01；所述第一天线侧板02和第二天线侧板结构相同；连接第一天线侧板02一端与卫星平台的第一展开机构，连接第二天线侧板一端与卫星平台的第二展开机构；连接第一天线侧板02另一端与卫星平台的第一桁架杆系，连接第二天线侧板另一端与卫星平台的第二桁架杆系。

如图1所示，收拢状态下，所述天线中板01、所述第一天线侧板02和第二天线侧板相对于所述卫星平台14呈“Π”型结构；如图2所示，展开后，所述第一天线侧板02、第二天线侧板和天线中板01保持在同一平面，并保证一定的全阵面精度。

继续参考图1，所述第一桁架杆系包括：第一撑杆09、第二撑杆13、第三撑杆10、杆件框架安装支座组件11、杆件星体安装支座组件12、杆间铰链07、调整件08；所述第一撑杆09、第二撑杆13分别通过杆件框架安装支座组件11连接于第一天线侧板02，所述第三撑杆10通过所述杆件星体安装支座组件12连接于卫星平台。所述桁架杆系从天线收拢状态的折叠状态转动至天线展开后的锁定状态，在天线展开状态下呈“Y”型斜撑式构型，使得天线侧板和所述卫星平台14之间在空间形成稳定的三角形连接关系。并且支撑桁架整体质量轻。

在所述第一桁架杆系中，第一撑杆09和第二撑杆13以及第三撑杆10之间通过杆间铰链07连接；第一撑杆09和第二撑杆13相对于第三撑杆10保持同步转动；所述杆间铰链07具有杆件展开到位后锁定的功能，且在杆件夹角180°时实现锁定；所述调整件08分别安装在所述第一撑杆09和所述杆间铰链07之间、所述第二撑杆13和所述杆间铰链07之间以及所述第三撑杆10和所述杆间铰链07之间；所述调整件08数量根据需要确定，以满足所述天线支撑桁架展开后，所述第一天线侧板02、第二天线侧板与天线中板01在同一水平面，所述第一撑杆09和第二撑杆13以及第三撑杆10在同一个水平面。

所述杆件框架安装支座组件11、杆件星体安装支座组件12分别固定安装在所述天线侧板02、卫星平台14上；所述第一撑杆09、第二撑杆13可绕所述杆件框架安装支座组件11转动、所述第三撑杆10可绕所述杆件星体安装支座组件12转动；所述杆件框架安装支座组件11以及杆件星体安装支座组件12不具备锁定功能。所述第一桁架杆系与第二桁架杆系结构相同，安装位置对称。

继续参考图1，所述第一展开机构与第二展开机构结构相同；所述第二展开机构包括驱动组件03、转接件04、第一侧板连接铰链05、第二侧板连接铰链06；所述第一侧板连接铰链05与第二侧板连接铰链06连接所述第二天线侧板与卫星平台14；所述第一侧板连接铰链05和第二侧板连接铰链06在所述天线侧板展开到位后具备锁定的功能，且在夹角90°时实现锁定；所述驱动组件03的输出轴一端通过转接件04直接驱动所述第一侧板连接铰链05转动，使第二天线侧板从收拢状态转动90°至展开状态，从而带动第二侧板连接铰链06转动；所述第二天线侧板展开后相对所述卫星平台14转动90°。

进一步，所述驱动组件03的输出轴与转接件04通过螺钉连接；所述第一侧板连接铰链05通过扁平轴与转接件04连接。

同时，本发明实施例还提供了一种星载可展开平板天线支撑桁架的地面装配调节方式，利用上述的星载可展开平板天线支撑桁架进行平板天线的地面集成和精度调试，包括如下步骤：

第一步骤，检查所述桁架杆系中杆件整体长度是否匹配，并对其长度进行调整。具体调整方法如下：在平板天线展开状态下，可选取不同厚度的所述调整件08安装在所述第一撑杆09和所述杆间铰链07之间或所述第二撑杆13和所述杆间铰链07之间，对平板天线全阵面的平面精度进行微调，直至满足天线的平面精度要求，并确保所述杆间铰链07与第一侧板连接铰链05和第二侧板连接铰链06中任何一个能同时锁定到位；

第二步骤，在天线平面精度和杆件整体长度匹配的前提下，在所述第一侧板连接铰链05或第二侧板连接铰链06与卫星平台14安装面之间增加一定厚度的所述调整件08，直至所述第一侧板连接铰链05和第二侧板连接铰链06能同时锁定到位；

第三步骤，对所述桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板02和卫星平台14的间距进行检查和调整，具体检查和调整方法如下：将平板天线收拢后，检查所述第一撑杆09、第二撑杆13与所述天线侧板02之间，所述第三撑杆10与和卫星平台14之间的间隙，若所述第一撑杆09、第二撑杆13与所述天线侧板02之间的间隙比所述第三撑杆10与和卫星平台14之间的间隙大，需将安装在所述第一撑杆09和所述杆间铰链07之间以及所述第二撑杆13和所述杆间铰链07之间的一定厚度的所述调整件08安装于所述第三撑杆10和所述杆间铰链07之间；若所述第一撑杆09、第二撑杆13与所述天线侧板02之间的间隙比所述第三撑杆10与和卫星平台14之间的间隙小，需将安装在所述第三撑杆10和所述杆间铰链07之间的一定厚度的所述调整件08安装于所述第一撑杆09和所述杆间铰链07之间以及所述第二撑杆13和所述杆间铰链07之间，直至满足桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板02和卫星平台14的间距要求。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.星载可展开平板天线支撑桁架，其特征在于，包括：相对卫星平台（14）对称分布的第一天线侧板（02）和第二天线侧板，以及固定安装在所述卫星平台（14）的顶部的天线中板（01）；所述第一天线侧板（02）和第二天线侧板结构相同；连接第一天线侧板（02）一端与卫星平台（14）的第一展开机构，连接第二天线侧板一端与卫星平台（14）的第二展开机构；连接第一天线侧板（02）另一端与卫星平台（14）的第一桁架杆系，连接第二天线侧板另一端与卫星平台（14）的第二桁架杆系；所述第一桁架杆系与第二桁架杆系结构相同，安装位置对称；所述第一桁架杆系包括：第一撑杆（09）、第二撑杆（13）、第三撑杆（10）、杆件框架安装支座组件（11）、杆件星体安装支座组件（12）、杆间铰链（07）、调整件（08）；所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）分别通过杆件框架安装支座组件（11）连接于第一天线侧板（02），所述第三撑杆（10）通过所述杆件星体安装支座组件（12）连接于卫星平台（14）；所述天线支撑桁架展开后，所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）、第三撑杆（10）构成“Y”型斜撑式构型；天线支撑桁架展开后，所述第一天线侧板（02）、第二天线侧板与天线中板（01）在同一水平面；

所述第一撑杆（09）和第二撑杆（13）以及第三撑杆（10）之间通过杆间铰链（07）连接；第一撑杆（09）和第二撑杆（13）相对于第三撑杆（10）保持同步转动；所述杆间铰链（07）具有杆件展开到位后锁定的功能，且在三杆位于同一水平面时实现锁定；

所述调整件（08）数量根据需要确定，安装于撑杆和所述杆间铰链（07）之间，以满足所述天线支撑桁架展开后，所述第一天线侧板（02）、第二天线侧板与天线中板（01）在同一水平面，所述第一撑杆（09）和第二撑杆（13）以及第三撑杆（10）在同一个水平面；

所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）可绕所述杆件框架安装支座组件（11）转动、所述第三撑杆（10）可绕所述杆件星体安装支座组件（12）转动。

2.依据权利要求1所述的星载可展开平板天线支撑桁架，其特征在于，所述第一展开机构与第二展开机构结构相同；所述第二展开机构包括驱动组件（03）、转接件（04）、第一侧板连接铰链（05）、第二侧板连接铰链（06）；所述第一侧板连接铰链（05）与第二侧板连接铰链（06）连接所述第二天线侧板与卫星平台（14）；所述第一侧板连接铰链（05）和第二侧板连接铰链（06）在所述天线侧板（02）展开到位后具备锁定的功能，且在夹角90°时实现锁定；所述驱动组件（03）的输出轴一端通过转接件（04）直接驱动所述第一侧板连接铰链（05）转动，使第二天线侧板从收拢状态转动90°至展开状态，从而带动第二侧板连接铰链（06）转动；所述第二天线侧板展开后相对所述卫星平台（14）转动90°。

3.依据权利要求2所述的星载可展开平板天线支撑桁架，其特征在于，所述驱动组件（03）的输出轴与转接件（04）通过螺钉连接；所述第一侧板连接铰链（05）通过扁平轴与转接件（04）连接。

4.权利要求2或3提供的星载可展开平板天线支撑桁架的装配方法，其特征在于，包括：

步骤一、对桁架杆系中撑杆的长度进行调节，使天线支撑桁架展开时，第一天线侧板（02）、第二天线侧板与天线中板（01）在同一水平面，且同一桁架杆系中的撑杆在同一个水平面；

步骤二、在所述第一侧板连接铰链（05）或第二侧板连接铰链（06）与卫星平台（14）安装面之间增加一定厚度的所述调整件（08），直至所述第一侧板连接铰链（05）和第二侧板连接铰链（06）能同时锁定到位；在第一天线侧板（02）与卫星平台（14）之间作同样处理；

步骤三、对所述桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板和卫星平台（14）的间距进行检查和调整，满足桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板（02）和卫星平台（14）的间距要求。

5.依据权利要求4所提供的星载可展开平板天线支撑桁架的装配方法，其特征在于，所述步骤一的调整方法如下：在平板天线展开状态下，可选取不同厚度的所述调整件（08）安装在所述第一撑杆（09）和所述杆间铰链（07）之间或所述第二撑杆（13）和所述杆间铰链（07）之间，对平板天线全阵面的平面精度进行微调，直至满足天线的平面精度要求，并确保所述杆间铰链（07）与第一侧板连接铰链（05）和第二侧板连接铰链（06）中任何一个能同时锁定到位。

6.依据权利要求5所提供的星载可展开平板天线支撑桁架的装配方法，其特征在于，所述步骤三包括：将平板天线收拢后，检查所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）与所述天线侧板（02）之间、以及所述第三撑杆（10）与和卫星平台（14）之间的间隙，若所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）与所述天线侧板（02）之间的间隙比所述第三撑杆（10）与和卫星平台（14）之间的间隙大，于所述第三撑杆（10）和所述杆间铰链（07）之间安装调整件；若所述第一撑杆（09）、第二撑杆（13）与所述天线侧板（02）之间的间隙比所述第三撑杆（10）与和卫星平台（14）之间的间隙小，于所述第一撑杆（09）和所述杆间铰链（07）之间以及所述第二撑杆（13）和所述杆间铰链（07）之间安装调整件，直至满足桁架杆系在折叠状态时相对于所述天线侧板（02）和卫星平台（14）的间距要求。