CN107240757B - 一种新型自回弹可重构星载可展开天线 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天线技术领域，公开了一种新型自回弹可重构星载可展开天线，所述新型自回弹可重构星载可展开天线设置有：一个中心轮筒、两根辐射肋、薄膜反射面。收拢时薄膜反射面以折叠状夹在两根辐射肋之间，辐射肋以铰链形式缠绕于中心轮筒上，用固定外力约束，卫星入轨后，去除外力，辐射肋依靠自身的弹性作用，由缠绕在中心轮筒上的弯曲状态逐渐伸直，天线随即以折扇形式展开。这种天线结构简单，没有复杂机械装置，从而减轻重量、提高结构可靠性。同时，这种天线只有两根形状记忆材料制成的辐射肋，且反射面是采用纤维材料制成的可折叠薄膜，可以随着肋条缠绕在中心轮筒上，极大地提高了收缩率，可适于做较大口径的展开天线。

Description

一种新型自回弹可重构星载可展开天线
技术领域
本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种新型自回弹可重构星载可展开天线。
背景技术
缠绕肋型天线具有收纳率高，结构重量轻，展开可靠性高，机构设计简单等诸多优点。但由于辐射肋刚柔特性难以兼顾，导致形面精度及在轨稳定性较差，现有的缠绕肋型天线存在一些缺点，如反射面形面精度较差，天线结构的刚度及稳定性较差。归根结底的原因，是其薄壁辐射肋缠绕时所需具备的柔性与展开后所需具备的刚性相矛盾，两者难以兼顾。此外，反射面的精度也无法保证。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有的缠绕肋型天线薄壁辐射肋缠绕时所需具备的柔性与展开后所需具备的刚性相矛盾，反射面形面精度较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型自回弹可重构星载可展开天线。
本发明是这样实现的，一种新型自回弹可重构星载可展开天线，所述新型自回弹可重构星载可展开天线设置有：
一个中心轮筒；
两根辐射肋缠绕在中心轮筒；
薄膜反射面折叠夹在两根辐射肋之间。
进一步，所述薄膜反射面的蜂窝结构子单元，每个蜂窝结构子单元中均有由形状记忆材料设计的伸展、锁定与定位机构；展开时，形状记忆可伸缩铰链变体并收缩，通过定位锥将两个蜂窝子单元连接定位，自锁定销钉顶端存在的变体结构通过自膨胀将两个蜂窝子单元锁定。
进一步，所述销钉由上下两层形状记忆材料复合而成。
本发明的优点及积极效果为：根据当前的技术发展，这种类型的天线形面精度可达0.2～0.5mm，面密度大于0.36kg/m2，天线工作频率可达1.6～40GHz，可满足低频、中高频波段的需求。本发明辐射肋只有两根，收纳比可小于0.05；薄膜反射面采用蜂窝式结构，以及10微米级薄膜，面密度可接近充气式天线的面密度，即不大于0.4kg/m2；精度的设计目标为0.05mm，精度指标大大提高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的天线收拢状态的辐射肋结构示意图；
图2是本发明实施例提供的辐射肋展开状态下的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的薄膜反射面折叠状态示意图；
图4是本发明实施例提供的薄膜反射面展开状态示意图；
图中：1、中心轮筒；2、辐射肋；3、薄膜反射面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的新型自回弹可重构星载可展开天线包括：中心轮筒1、辐射肋2、薄膜反射面3。
辐射肋2缠绕在中心轮筒1，薄膜反射面3折叠夹在两根辐射肋2之间。
本发明采用两根辐射肋2，薄膜反射面3为可折叠形式，整个收拢展开过程如折叠扇子。收拢后薄膜反射面3折叠夹在两根辐射肋2之间，然后辐射肋2缠绕在中心轮筒1上。展开后，拉索的微张力使反射面保持平衡状态。
薄膜反射面3的蜂窝结构子单元，每个蜂窝结构子单元中均有一套由形状记忆材料设计的伸展、锁定与定位机构；展开时，形状记忆可伸缩铰链变体并收缩，通过定位锥将两个蜂窝子单元连接定位，自锁定销钉顶端存在的变体结构通过自膨胀将两个蜂窝子单元锁定；销钉由上下两层形状记忆材料复合而成，可在天线入轨后依据空间环境自行调节薄膜反射面3的形面精度，起到在轨保型的功能。
薄膜反射面3的制造过程：首先对包含蜂窝结构的形状记忆可伸缩铰链、自锁定与自调节销钉、定位锥及蜂窝子结构框架进行一体化成形增材制造；然后采用减材制造技术对整体蜂窝结构进行精细化加工，确保形面精度；最后，将成形曲面薄膜粘于蜂窝子结构框架表面。
本发明辐射肋2只有两根，收纳比可小于0.05；薄膜反射面3采用蜂窝式结构，以及10微米级薄膜，面密度可接近充气式天线的面密度，即不大于0.4kg/m2；精度的设计目标为0.05mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种自回弹可重构星载可展开天线，其特征在于，所述自回弹可重构星载可展开天线设置有：
一个中心轮筒；
两根辐射肋缠绕在中心轮筒；
薄膜反射面折叠夹在两根辐射肋之间；
所述薄膜反射面的蜂窝结构子单元，每个蜂窝结构子单元中均有由形状记忆材料设计的伸展、锁定与定位机构；展开时，形状记忆可伸缩铰链变形并收缩，通过定位锥将两个蜂窝结构子单元连接定位，自锁定销钉顶端存在的变体结构通过自膨胀将两个蜂窝结构子单元锁定。
2.如权利要求1所述的自回弹可重构星载可展开天线，其特征在于，所述销钉由上下两层形状记忆材料复合而成。
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