CN107425295B

CN107425295B - 一种分层收展的伞状可展开天线

Info

Publication number: CN107425295B
Application number: CN201710550619.3A
Authority: CN
Inventors: 侯雨雷; 周挺; 朱俊玮; 郑旭; 李明; 曾达幸
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: CN107425295A

Abstract

一种分层收展的伞状可展开天线，其包括支撑盘、支撑杆、可展部分、驱动部分，其中可展部分包括36个反射面，驱动部分包括3个电机、3个减速器、小丝杠、中丝杠、大丝杠、12个长连杆、12个中连杆、12个短连杆、1个大滑盘、1个中滑盘和1个小滑盘。本发明具有反射面刚度大、抗风能力强、可靠性高、收展比大等优点，利于实现高机动性和良好的隐蔽性。该天线可用于地面车载雷达系统和移动通讯系统。

Description

一种分层收展的伞状可展开天线

技术领域

本发明属于通信天线领域，特别涉及一种反射面为曲面的自动收展天线。

背景技术

天线广泛应用于通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中，是有效发射和接受无线电波必不可少的装置。现代战争中地面军用雷达若想获得较强的生存能力，就必须具有较高的机动性能。对于曲面天线的雷达，在非工作状态下，巨大的天线反射面是制约雷达机动性能的主要因素。为了使曲面天线既能有良好的运输性能，又具有到达阵地后快速进入工作状态和迅速撤出阵地的性能，就必须使天线反射面可收展，即实现天线反射面展开或收拢的装置是实现大口径天线雷达高速机动的关键。现有的可展天线由于反射面的刚度有限，当反射面完全展开后，在外力作用下其稳定性降低，同时为避免反射面收展过程中出现碰撞与干涉，反射面收展速度不能太高。公开号为CN103872422B的中国发明专利，公开了一种扇状可展开天线，该天线反射面被可展部件和固面反射器分割为两部分，这样使得反射面刚度有所降低，天线展开后，反射面在外力加载情况下稳定性也减弱。因此，寻求能实现反射面快速展开与收拢并且反射面刚度大的天线装置，具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现天线反射面快速收展且反射面刚度大的分层收展的伞状可展开天线。

本发明包括支撑盘、支撑杆、36个反射面、12个长连杆、12个中连杆、12个短连杆、大滑盘、中滑盘、小滑盘、3个电机、3个减速器、小丝杠、中丝杠、大丝杠。其中，大滑盘、中滑盘和小滑盘的结构相同，每个滑盘的圆周边上均设有均布的12个槽口，每个槽口中均设有一根短轴，每个滑盘的中心设有直径相同的大通孔，每个滑盘上设有均布的大孔、中孔和丝杠孔，大滑盘、中滑盘和小滑盘3个滑盘通过其上的大通孔自下而上依次套在支撑杆上。

3个电机分别与3个减速器连接，并均布固定在支撑杆下部的杆壁上，小丝杠、中丝杠和大丝杠的一端分别与一个减速器连接，小丝杠的另一端穿过大滑盘、中滑盘上的大孔和小滑盘上的丝杠孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，小丝杠与小滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动小滑盘运动；中丝杠的另一端穿过大滑盘上的中孔、小滑盘上的中孔和中滑盘上的丝杠孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，中丝杠与设在中滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动中滑盘运动；大丝杠的另一端穿过大滑盘上的丝杠孔、中滑盘上的中孔和小滑盘上的大孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，大丝杠与设在大滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动大滑盘运动。

所述36个反射面分为3组，分别是小反射面组、中反射面组、大反射面组，每组均包括12个结构相同的反射面，其中12个小反射面均匀分布在支撑盘上，小反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，小反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个短连杆的一端连接，12个短连杆的另一端分别通过转动副连接在小滑盘的槽口内的短轴上；12个中反射面均匀分布在支撑盘上，中反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，中反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个中连杆的一端连接，12个中连杆的另一端分别通过转动副连接在中滑盘的槽口内的短轴上；12个大反射面均匀分布在支撑盘上，大反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，大反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个长连杆的一端连接，12个长连杆的另一端分别通过转动副连接在大滑盘的槽口内的短轴上；其中三组反射面在支撑盘边缘处设置的位置不同，沿着支撑盘的径向排布顺序自内而外依次为小反射面组、中反射面组、大反射面组，沿着支撑盘的圆周方向排布顺序依次为小反射面、中反射面、大反射面依次循环12次，各个反射面均匀分布在支撑盘上；36个反射面完全展开后在空间形成一个360°的反射面，其中每个小反射面所对应圆心角为8°，每个中反射面所对应圆心角为10°，每个大反射面所对应圆心角为12°。

本发明的运动形式如下：给电机通电，电机经过减速器减速后带动对应的丝杠转动，丝杠来驱动对应的滑盘，滑盘再经过连杆来驱动一组反射面绕着支撑盘上的转动副运动，达到收展该组反射面的目的。

本发明与现有技术相比具有如下的优点：

1、仅需3个独立的动力元件即可实现所有反射面的收展，使得天线收展过程易于控制，并且每个反射面都有对应的支撑，同时天线的收展过程中除3个滑盘外，其余连接处均采用转动副，有助于提高该天线的展开精度与收展过程的稳定性。

2、天线反射面分为3组，其中，同一反射面组中的每个反射面底端通过转动副连接在距离支撑盘边缘相同的位置处，不同反射面组中的反射面底端通过转动副连接在距离支撑盘边缘不相同的位置处，保证了天线收拢与展开过程中反射面间不会出现干涉问题。

附图说明

图1本发明收拢状态的示意图；

图2本发明展开状态的示意图；

图3本发明展开状态俯视图中支撑盘局部示意图；

图4本发明展开状态滑盘处局部放大仰视图；

图5本发明滑盘示意图。

图中：1-小反射面背部转动副、2-中反射面背部转动副、3-大反射面背部转动副、4-小滑盘短轴、5-中滑盘短轴、6-大滑盘短轴、7-小丝杠、8-支撑杆、9(9’、9”)-减速器、10(10’、10”)-电机、11-大丝杠、12-中丝杠、13-大滑盘、14-中滑盘、15-小滑盘、16-大反射面、17-中反射面、18-小反射面、19-长连杆、20-中连杆、21-短连杆、22-大反射面转动副、23-中反射面转动副、24-小反射面转动副、25-支撑盘、26(26’、26”)-丝杠孔、27(27’、27”)-中孔、28(28’、28”)-大孔、29-轴承。

具体实施方案

在图1、图2、图3和图4所示的分层收展的伞状可展开天线示意图中，大滑盘13、中滑盘14和小滑盘15的结构相同，如图5所示，每个滑盘的圆周边上均设有均布的12个槽口，每个槽口中均有一根短轴，每个滑盘的中心设有直径相同的大通孔，滑盘上设有均布的大孔28(28’、28”)、中孔27(27’、27”)和丝杠孔26(26’、26”)，大滑盘13、中滑盘14、小滑盘15，3个滑盘通过大通孔自下而上依次套在支撑杆8上；3个电机9(9’、9”)分别与3个减速器10(10’、10”)连接，并均布固定在支撑杆8下部的杆壁上，小丝杠7、中丝杠12和大丝杠11的一端分别与一个减速器连接，其中，小丝杠7的另一端穿过大滑盘13、中滑盘14上的大孔28(28’)和小滑盘15上的丝杠孔26”，其末端与固定在支撑盘25上的轴承29转动连接，小丝杠7与小滑盘15上的丝杠孔26”配合，从而只驱动小滑盘15运动；中丝杠12的另一端穿过大滑盘13上的中孔27、小滑盘15上的中孔27”和中滑盘14上的丝杠孔26’，其末端与固定在支撑盘25上的轴承29转动连接，中丝杠12与设在中滑盘14上的丝杠孔26’配合，从而只驱动中滑盘14运动；大丝杠11的另一端穿过大滑盘13上的丝杠孔26、中滑盘14上的中孔27’和小滑盘15上的大孔28”，其末端与固定在支撑盘25上的轴承29转动连接，大丝杠11与设在大滑盘13上的丝杠孔26配合，从而只驱动大滑盘13运动。

36个反射面分为3组，分别是小反射面组、中反射面组、大反射面组，每组均包括12个结构相同的反射面，其中12个小反射面18均匀分布在支撑盘25上，小反射面18的底端分别通过小反射面转动副24连接在支撑盘25边缘处，小反射面18背面的中部分别通过小反射面背部转动副1与相对应的12个短连杆21的一端连接，12个短连杆的另一端分别通过转动副连接在小滑盘15的槽口内的小滑盘短轴4上；12个中反射面17均匀分布在支撑盘25上，中反射面17的底端分别通过中反射面转动副23连接在支撑盘25边缘处，中反射面17背面的中部分别通过中反射面背部转动副2与相对应的12个中连杆20的一端连接，12个中连杆的另一端分别通过中转动副连接在中滑盘14的槽口内的中滑盘短轴5上；12个大反射面16均匀分布在支撑盘25上，大反射面16的底端分别通过大反射面转动副22连接在支撑盘25边缘处，大反射面背16面的中部分别通过大反射面背部转动副3与相对应的12个长连杆19的一端连接，12个长连杆的另一端分别通过转动副连接在大滑盘13的槽口内的大滑盘短轴6上；其中三组反射面在支撑盘25边缘处安装的位置不同，沿着支撑盘25的径向排布顺序自内而外依次为小反射面组、中反射面组、大反射面组，沿着支撑盘25的圆周方向排布顺序依次为小反射面、中反射面、大反射面依次循环12次，各个反射面均匀分布在支撑盘25上。

本发明反射面展开方式具体如下：电机10”通电后正转，带动大滑盘13沿着支撑杆8向下运动，大滑盘13带动长连杆19运动，长连杆19带动大反射面16绕着大反射面转动副22向下转动10°后，电机10’通电正转，带动中滑盘14沿着支撑杆8向下运动，中滑盘14带动中连杆20运动，中连杆20带动中反射面17绕着中反射面转动副23向下转动10°后，电机10通电正转，带动小滑盘15沿着支撑杆8向下运动，小滑盘15带动短连杆21运动，短连杆21带动小反射面18绕着小反射面转动副24向下转动，大反射面16、中反射面17、小反射面18各自转动65°后，电机10(10’、10”)各自断电，此时所有反射面完全展开形成一个完整天线面，如图2所示。

本发明反射面收拢方式具体如下：电机10通电后反转，带动小滑盘15沿着支撑杆8向上运动，小滑盘15带动短连杆21运动，短连杆21带动小反射面18绕着小反射面转动副24向上转动10°后，电机10’通电反转，带动中滑盘14沿着支撑杆8向上运动，中滑盘14带动中连杆20运动，中连杆20带动中反射面17绕着中反射面转动副23向上转动10°后，电机10”通电反转，带动大滑盘13沿着支撑杆8向上运动，大滑盘13带动长连杆19运动，长连杆19带动大反射面16绕着大反射面转动副22向上转动，大反射面16、中反射面17、小反射面18各自转动65°后，电机10(10’、10”)各自断电，此时所有反射面全部收拢，如图1所示。

Claims

1.一种分层收展的伞状可展开天线，其特征在于：它包括支撑盘、支撑杆、36个反射面、12个长连杆、12个中连杆、12个短连杆、大滑盘、中滑盘、小滑盘、3个电机、3个减速器、小丝杠、中丝杠、大丝杠，其中，大滑盘、中滑盘和小滑盘的结构相同，每个滑盘的圆周边上均设有均布的12个槽口，每个槽口中均设有一根短轴，每个滑盘的中心设有直径相同的大通孔，每个滑盘上设有均布的大孔、中孔和丝杠孔，大滑盘、中滑盘和小滑盘3个滑盘通过其上的大通孔自下而上依次套在支撑杆上；

所述3个电机分别与3个减速器连接，并均布固定在支撑杆下部的杆壁上，小丝杠、中丝杠和大丝杠的一端分别与一个减速器连接，其中，小丝杠的另一端穿过大滑盘、中滑盘上的大孔和小滑盘上的丝杠孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，小丝杠与小滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动小滑盘运动；中丝杠的另一端穿过大滑盘上的中孔、小滑盘上的中孔和中滑盘上的丝杠孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，中丝杠与设在中滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动中滑盘运动；大丝杠的另一端穿过大滑盘上的丝杠孔、中滑盘上的中孔和小滑盘上的大孔，其末端与固定在支撑盘上的轴承转动连接，大丝杠与设在大滑盘上的丝杠孔配合，从而只驱动大滑盘运动；

所述36个反射面分为3组，分别是小反射面组、中反射面组、大反射面组，每组均包括12个结构相同的反射面，其中12个小反射面均匀分布在支撑盘上，小反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，小反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个短连杆的一端连接，12个短连杆的另一端分别通过转动副连接在小滑盘的槽口内的短轴上；12个中反射面均匀分布在支撑盘上，中反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，中反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个中连杆的一端连接，12个中连杆的另一端分别通过转动副连接在中滑盘的槽口内的短轴上；12个大反射面均匀分布在支撑盘上，大反射面的底端分别通过转动副连接在支撑盘边缘处，大反射面背面的中部分别通过转动副与相对应的12个长连杆的一端连接，12个长连杆的另一端分别通过转动副连接在大滑盘的槽口内的短轴上；其中三组反射面在支撑盘边缘处安装的位置不同，沿着支撑盘的径向排布顺序自内而外依次为小反射面组、中反射面组、大反射面组，沿着支撑盘的圆周方向排布顺序依次为小反射面、中反射面、大反射面，依次循环12次，各个反射面均匀分布在支撑盘上；36个反射面完全展开后在空间形成一个360°的反射面，其中每个小反射面所对应圆心角为8°，每个中反射面所对应圆心角为10°，每个大反射面所对应圆心角为12°。