CN107275795B - 可展开的分叉式肋板高精度反射面 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可展开的分叉式肋板高精度反射面，包括中心毂、主肋板、副肋板、定位压片弹簧、抛物面、压紧带、波导杆、馈源八部分。主肋板的上侧边缘设计展开后具有双
Figure DEST_PATH_IMAGE002
形直管，提高了面外抗弯刚度，大幅减小了局部屈曲。主肋板上设计分叉的副肋板，弥补远离中间区域不满足理想抛物面方程不足，提高了径向辐射肋板天线的型面精度。主肋板和副肋板的外侧边缘设计有小于90°的C形柱壳，提高了结构面外抗弯刚度，避免了主肋板和副肋板的扭转变形，同时提高了型面精度。双直
Figure 320260DEST_PATH_IMAGE002
管的下侧为均匀布置有圆孔的主肋板，能有效减小结构质量，提高比刚度。定位压片弹簧驱动副肋板的展开运动，同时实现副肋板展开到位。

Description

可展开的分叉式肋板高精度反射面
技术领域
本发明属于天线技术领域，涉及一种天线反射面，具体涉及可展开的分叉式肋板高精度天线反射面。
背景技术
传统缠绕肋的旋转抛物面天线反射面，其肋板的面外抗弯刚度较低，容易产生局部屈曲，形成面外的波浪式的面外位移；同时径向辐射肋板在缠绕中心处密集，却在反射面的外缘处稀疏，即在理想抛物面上纬向相邻两点间距逐渐增加，导致中间区域不满足理想抛物面，弱化了径向辐射肋板天线的型面精度。
发明内容
本发明的目的是提供可展开的分叉式肋板高精度反射面，解决了小型柔性天线的折叠/快速展开以及展开后精度的保持等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
可展开的分叉式肋板高精度反射面，包括中心毂、主肋板、副肋板、定位压片弹簧、抛物面、压紧带、波导杆、馈源，其中：
所述中心毂为空心圆柱面形，在中心毂的圆周面上均匀分布有若干根可定轴转动的主肋板；
所述主肋板的板面均匀布置有若干个圆孔，主肋板板面的上侧边缘设计有碳纤维增强双直
Figure DEST_PATH_IMAGE001
管，主肋板板面的内侧边缘嵌入在中心毂的圆周面上并与中心毂定轴转动连接，主肋板板面的外侧边缘设计有与碳纤维双直
Figure 76412DEST_PATH_IMAGE001
管垂直的对称的弧度小于90°的C形柱壳，主肋板板面长度方向至少设置有一对对称分叉的夹角成锐角的副肋板；副肋板是通过碳纤维分层的方式从主肋板需要分叉处进行设置。
所述副肋板通过定位压片弹簧连接在主肋板板面的两侧，副肋板的外侧边缘设计有反对称的弧度小于90°的C形柱壳；C形柱壳是从副肋的未端处通过纤维复合材料分层成型。
所述抛物面与主肋板和副肋板下边缘固连；
所述波导杆固连在中心毂下端面的中心位置，用于展开馈源；
所述主肋板、副肋板以中心毂、波导杆和馈源为内支撑，沿中心毂定轴转动，向心卷曲收拢折叠后由压紧带锁紧。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）主肋板的上侧边缘设计展开后具有双
Figure 993553DEST_PATH_IMAGE001
形直管，提高了面外抗弯刚度，大幅减小了局部屈曲。
（2）每个主肋板上设计一对或多对分叉的副肋板，弥补远离中间区域不满足理想抛物面方程的不足，提高了径向辐射肋板天线的型面精度。
（3）主肋板和副肋板的外侧边缘设计有小于90°的C形柱壳，提高了主肋板和副肋板结构面外抗弯刚度，避免了主肋板和副肋板的扭转变形，同时提高了型面精度。
（4）双直
Figure 84874DEST_PATH_IMAGE001
管的下侧为均匀布置有圆孔的板面，能有效减小结构质量，提高比刚度。
（5）缠绕收拢时结构主肋板的双
Figure 480084DEST_PATH_IMAGE001
形直管卷曲折叠弹性变形，压紧带解锁后，存储了展开需要的动能，实现反射面快速可展开。
（6）主肋板分叉形成副肋板的内侧夹角处设计定位压片弹簧，一方面驱动副肋板的展开运动，同时实现副肋板精确展开到位。
附图说明
图1为本发明可展开的分叉式肋板高精度反射面的结构示意图；
图2为主肋板和副肋板的连接示意图；
图3为主肋板的结构示意图；
图4为中心毂处的三节弹性伸缩波导杆和馈源收拢状态。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：如图1-4所示，本实施方式中的可展开的分叉式肋板高精度反射面主要由中心毂4、主肋板1、副肋板2、抛物反射面6、定位压片弹簧、压紧带、波导杆7、馈源八部分组成，其中：
主肋板1：为了降低主肋板1的质量，即提高单位质量内的比刚度，主肋板1的板面上均匀布置有若干个圆孔8。为了提高主肋板1的面外抗弯刚度和抗扭刚度，主肋板1板面的外侧缘设计有小于pi（圆周率）/2弧度的开口薄壳5，开口薄壳5为弧度小于90°的C形柱壳，展开后外形似“人”。主肋板1板面的上侧边缘设计有碳纤维双直
Figure 356773DEST_PATH_IMAGE001
管3，卷曲折叠时碳纤维双直
Figure 992285DEST_PATH_IMAGE001
管3压扁为平行的线段，压紧带打开后，碳纤维双直
Figure 259318DEST_PATH_IMAGE001
管3以及主肋板折叠存储的弹性势能展开结构，并能使压扁为平行的线段回复为“双直
Figure 520535DEST_PATH_IMAGE001
截面”。
副肋板2：其材质为碳纤维复合材料，其在主肋板1长度方向的1/2处分叉（分叉角度为25°），形成一个折叠线铰，在折叠线铰处设计一个定位压片弹簧，使副肋板2展开到位，并以一定的夹角延伸到抛物反射面6的外缘，从而提高抛物反射面6边缘的精度。同时为了提高副肋板2的面外抗弯刚度和抗扭刚度，副肋板2的外侧边缘同样设计有小于pi/2弧度的开口薄壳5，开口薄壳5由厚度为2层3k的碳纤维构成。
抛物反射面6：y=2ax2，与主肋板1和副肋板2的下边缘固连，当不增加主肋板1的数量的前提下，可通过附加分叉的副肋板2提高抛物反射面6的精度。
中心毂4：圆柱体形，高度低于主肋板1的双直
Figure 189414DEST_PATH_IMAGE001
截面3下线，在中心毂4的圆周上，间隔30°均匀分布有12根主肋板1，主肋板1的板面内侧边缘与中心毂1转动连接，连接为线状，双直
Figure 494362DEST_PATH_IMAGE001
截面3位于中心毂4上方，减小中心毂4转动的表面积。
压紧带：主肋板1、副肋板2沿中心毂4和波导杆7为内支撑，卷曲折叠后由压紧带锁紧。
波导杆7：由三节变直径的可伸缩弹性直杆组成，固连在中心毂下端面的中心位置，用于展开馈源。
工作原理：中心毂4作为收拢时的旋转肋和副肋板2卷曲折叠中心，在中心毂4的圆周上，间隔30°均匀分布12根主肋板1，主肋板1板面的内侧边缘与中心毂4采用刚性连接。主肋板1板面的上侧边缘采用碳纤维双直
Figure 248691DEST_PATH_IMAGE001
管，下侧边界采用抛物线形式，仿生鱼尾，在主肋板1径向长度中点处的两侧分别分叉出一个副肋板2，分叉角度均为25°，用以提高形面精度，并在每个主肋板1的肋板上均匀布置圆孔8，用来减轻重量，12根碳纤维双直
Figure 48020DEST_PATH_IMAGE001
管的抛物线边界可均匀组成抛物面，打开压紧带，由于双直
Figure 571405DEST_PATH_IMAGE001
截面3的抗弯刚度高会自行展开。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述副肋板2在主肋板1长度方向的1/3或1/4处分叉（分叉角度为25°）。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一、二不同的是，所述副肋板2在主肋板1长度方向的1/2、1/3、1/4处中的两处或三处分叉（分叉角度为25°）。

Claims (6)

1.可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于：包括中心毂、主肋板、副肋板、定位压片弹簧、抛物面、压紧带、波导杆、馈源，其中：
所述中心毂为圆柱面形，在中心毂的圆周面上均匀分布有若干根主肋板；
所述主肋板的板面均匀布置有若干个圆孔，主肋板板面的上侧边缘设计有碳纤维双直
Figure 122357DEST_PATH_IMAGE002
管，主肋板板面的内侧边缘嵌入在中心毂的圆周面上并与中心毂定轴转动连接，主肋板板面的外侧边缘设计有与碳纤维双直
Figure 351081DEST_PATH_IMAGE002
管垂直的对称的弧度小于90°的C形柱壳，主肋板板面长度方向至少设置有一对对称分叉的夹角成锐角的副肋板；
所述副肋板通过定位压片弹簧连接在主肋板板面的两侧，副肋板的外侧边缘设计有对称的弧度小于90°的C形柱壳；
所述抛物面与主肋板和副肋板的下边缘固连；
所述波导杆固连在中心毂下端面的中心位置，用于展开馈源；
所述主肋板、副肋板沿中心毂、波导杆和馈源为内支撑，以中心毂定轴转动卷曲收拢折叠后由压紧带锁紧。
2.根据权利要求1所述的可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于所述副肋板的材质为碳纤维复合材料。
3.根据权利要求1所述的可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于所述副肋板在主肋板长度方向的1/2、1/3、1/4处中的一处或多处分叉。
4.根据权利要求1或3所述的可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于所述副肋板的分叉角度为25°。
5.根据权利要求1所述的可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于所述中心毂的高度低于碳纤维双直
Figure 130819DEST_PATH_IMAGE002
截面下线。
6.根据权利要求1所述的可展开的分叉式肋板高精度反射面，其特征在于所述波导杆由三节变直径的可伸缩弹性直杆组成。
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