CN109193106A - 一种球面天线支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球面天线支架，包括：基础圆环，所述基础圆环包括水平垫环，水平垫环内圈向上凸起以形成垂直于所述水平垫环的竖直圆环；多个连接组件，多个所述连接组件均匀分布在所述基础圆环的周向上，每个所述连接组件包括两组环梁与支座，所述环梁固定在基础圆环上，支座与环梁螺纹连接；蜂巢状的球面支架，所述球面支架通过连接组件固定在所述基础圆环上，所述球面支架包括若干个Y形接头和横梁，多个所述横梁分别通过Y形接头连接以围成网状结构；本发明公开的球面天线支架分为三层骨架，骨架为缕空设计，即保证了结构强度，又降低了骨架的重量，同时也降低了骨架的耗材，而且其加工效率高、加工精度高和生产成本低。

Description

一种球面天线支架

技术领域

本发明属于通信设备技术领域，尤其涉及一种球面天线支架。

背景技术

天线主要用于有效地定向反射和接受电磁波，是雷达、通信等电子设备的组成部分。目前，平面天线阵已经很成熟应用于多个领域，但其扫描角一般最多到60°左右。而球面天线阵可以全方位覆盖，在众多天线系统中具有不可比拟的优势，可用于地面通信系统，机载、车载动中通系统，同时也能应用于雷达、定位、导航领域。在达到同样宽辐射角度的条件下，球面阵在体积、功耗、成本方面有很大的优势。球面天线无论在收纳率、形面精度、展开口径和工作频率等方面均具有较好特性，已广泛应用于航天各类任务中。天线支撑机构是球面天线的背架部分，用于支撑金属反射网、保持结构精度和维持结构稳定性。目前，已有的金属网面式天线支撑机构存在刚度较低、基本单元结构复杂、加工、制造、装配及精度调节周期长等缺陷。

发明内容

本发明提供一种球面天线支架，旨在解决上述存在的问题。

本发明是这样实现的，一种球面天线支架，包括：

基础圆环，所述基础圆环包括水平垫环，水平垫环内圈向上凸起以形成垂直于所述水平垫环的竖直圆环；

多个连接组件，多个所述连接组件均匀分布在所述基础圆环的周向上，每个所述连接组件包括两组环梁与支座，所述环梁固定在基础圆环上，支座与环梁螺纹连接；

蜂巢状的球面支架，所述球面支架通过连接组件固定在所述基础圆环上，所述球面支架包括若干个Y形接头和横梁，多个所述横梁分别通过Y形接头连接以围成网状结构。

进一步的，所述环梁包括水平顶板和固定在水平顶板底部的筋板，所述水平顶板的底面抵靠在所述竖直圆环的顶面上，筋板的一个侧壁抵靠在所述竖直圆环的外侧侧壁上，筋板的底面贴合所述水平垫环的顶面，所述环梁与所述基础圆环焊接连接。

进一步的，所述支座包括底板和斜坡状的连接座，所述连接座的斜度倾角为28.5~29.5度，连接座在底板上的投影与所述底板长边的夹角为72.2~72.5度。

进一步的，所述底板和水平顶板上开有适配的固定孔，环梁与支座通过固定孔孔与螺栓固定；所述连接座上开有螺纹孔，所述螺纹孔垂直于所述连接座的斜面。

进一步的，所述Y形接头包括基板，以及固定在基板周向上的基准接头和两个对称接头，两个所述对称接头关于基准接头所在的中轴面对称设置在基板周向上。

进一步的，所述基板中心开有基准孔，所述基准接头所在平面与基准孔的中心轴线夹角为83~87度，所述对称接头所在平面与基准孔的中心轴线夹角为81~88度。

进一步的，所述对称接头与基准接头的夹角为115.4~125.7度，两个对称接头之间的夹角为108.6~129.2度。

进一步的，所述横梁顶面在宽度方向向上凸起形成两个相连的倾斜面，两个倾斜面的交线为横梁顶面的中心线，倾斜面与横梁底面的夹角为6.3~17.1度。

进一步的，所述倾斜面的两侧分别开有沉头孔，所述沉头孔垂直于所述横梁底面，所述横梁通过沉头孔与沉头螺栓固定在Y形接头上。

进一步的，两个所述倾斜面中部分别单行均布有通孔，所述通孔垂直于所述倾斜面；所述网状结构上覆盖有与网状结构形状适配的辅助板，所述辅助板外缘边分别固定在多个所述横梁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开的球面天线支架分为三层骨架，骨架为缕空设计，即保证了结构强度，又降低了骨架的重量，同时也降低了骨架的耗材，而且其加工效率高、加工精度高和生产成本低。且每一层骨架之间具有不同的倾角，从而改善了天线辐射的均匀性即扫描范围内的增益平坦度，且骨架采用缕空结构，即保证了骨架的性能，又降低了骨架的用料成本和重量；每层骨架形成的镂空结构上均覆有辅助板，从而保证了天线安装骨架的受力均匀性，从而提高了天线安装骨架的稳定性；球面天线阵通过球面天线支架安装，可根据不同的使用环境配合安装不同的安装附件实现车载、舰载以及地面工事的安装使用，从而提高了球面天线阵的通用性；本发明的整体结构呈球面对称，使用简单，并可根据实际需要进一步沿球面延伸。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中立体结构示意图；

图3为本发明中基础圆环结构示意图；

图4为本发明中横梁结构示意图；

图5为本发明中Y形接头结构示意图；

图6为本发明中支座结构示意图；

图7为本发明中支座剖视图；

图中：1-基础圆环、2-连接组件、3-球面支架。

101-水平垫环、102-竖直圆环；

201-环梁、202-支座、203-水平顶板、204-筋板、205-底板、206-连接座、207-固定孔、208-螺纹孔；

301-Y形接头、302-横梁、303-基准接头、304-对称接头、305-基板、306-基准孔、307-沉头孔、308-通孔、309-倾斜面。

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，以下结合附图及实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-7，在本发明的实施方式中，本发明提供一种技术方案：一种球面天线支架，包括：基础圆环1、连接组件2和球面支架3。

请参阅图3，基础圆环1包括水平垫环101，水平垫环101内圈向上凸起以形成垂直于水平垫环101的竖直圆环102；多个连接组件2均匀分布在基础圆环1的周向上，每个连接组件2包括两组环梁201与支座202，环梁201固定在基础圆环1上，支座202与环梁201螺纹连接；球面支架3通过连接组件2固定在基础圆环1上，球面支架3包括若干个Y形接头301和横梁302，多个横梁302分别通过Y形接头301连接以围成网状结构。

其中，请参阅图2，环梁201包括水平顶板203和固定在水平顶板203底部的筋板204，水平顶板203的底面抵靠在竖直圆环102的顶面上，筋板204的一个侧壁抵靠在竖直圆环102的外侧侧壁上，筋板204的底面贴合水平垫环101的顶面，环梁201与基础圆环1焊接连接。

在本实施方式中，基础圆环1可以通过角钢卷圆后获得，也可以通过对钢板进行加工，获得水平垫环101和具有一定宽度的钢条，钢条的长度与水平垫环101的内圆圆周长度适配，将钢条卷圆后得到竖直圆环102，最终通过焊接方式将水平垫环101和竖直圆环102固定，即得到本发明的基础圆环1。

在基础圆环1的周向上均布多个连接组件2，每个连接组件2包括两组环梁201和支座202，环梁201用于将支座202固定在基础圆环1上，支座202用于连接球面支架3。而球面支架3是由多个Y形接头301和横梁302组合而成，在围成的蜂巢状镂空结构的边缘，每个顶角处均向外延出一个接头，可以根据实际需要进一步延伸，也可以通过外延的接头固定在基础圆环1上；在本实施方式中，连接组件2为5个，即球面支架3伸出的接头为5组，但是，这仅是优选的实施方式，可根据实际需要进一步沿球面延伸。

进一步的，请参阅图5，Y形接头301包括基板305，以及固定在基板305周向上的基准接头303和两个对称接头304，两个对称接头304关于基准接头303所在的中轴面对称设置在基板305周向上；基板305中心开有基准孔306，基准接头303所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为83~87度，对称接头304所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为81~88度；对称接头304与基准接头303的夹角为115.4~125.7度，两个对称接头304之间的夹角为108.6~129.2度。

根据本发明的优选实施例，请参阅图2，Y形接头301包括位于最内层圆周上的一级接头、中间圆周上的二级接头和外层圆周上的三级接头，其中，一级接头、二级接头和三级接头的形状大小大体相同，由于球面位置的不同，不同圆周上Y形接头301的接头与基准孔306中心轴线夹角不同，对称接头304与基准接头303的夹角也不同。一级接头上的基准接头303所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为83度，对称接头304所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为84.73度，对称接头304与基准接头303的夹角为125.7度，两个对称接头304之间的夹角为108.6度；二级接头上的基准接头303所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为86.861度，对称接头304所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为81.197度，对称接头304与基准接头303的夹角为116.51度，两个对称接头304之间的夹角为126.98度；三级接头上的基准接头303所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为85.644度，对称接头304所在平面与基准孔306的中心轴线夹角为87.253度，对称接头304与基准接头303的夹角为120.482度，两个对称接头304之间的夹角为119.036度；

进一步的，请参阅图4，横梁302顶面在宽度方向向上凸起形成两个相连的倾斜面309，两个倾斜面309的交线为横梁302顶面的中心线，倾斜面309与横梁302底面的夹角为6.3~17.1度。倾斜面309的两侧分别开有沉头孔307，沉头孔307垂直于横梁302底面，横梁302通过沉头孔307与沉头螺栓固定在Y形接头301上。两个倾斜面309中部分别单行均布有通孔308，通孔308垂直于倾斜面309；网状结构上覆盖有与网状结构形状适配的辅助板，辅助板外缘边分别固定在多个横梁302上。

在本实施方式中，请参阅图2，横梁302也包括围成中心网状结构的一级横梁302和围成外侧网状结构的二级横梁302，其中，一级横梁302与二级横梁302的形状大体相同，横梁302顶面的两个倾斜面309与横梁302底面的夹角根据球面位置的不同，而选择不同的夹角；一级横梁302顶面的左侧倾斜面309与横梁302底面的夹角为17.1度，右侧倾斜面309与横梁302底面的夹角为7.8度；二级横梁302顶面的左侧倾斜面309与横梁302底面的夹角为6.3度，右侧倾斜面309与横梁302底面的夹角为6.3度。

具体地，请参阅图6-7，支座202包括底板205和斜坡状的连接座206，连接座206的斜度倾角为28.5~29.5度，连接座206在底板205上的投影与底板205长边的夹角为72.2~72.5度。底板205和水平顶板203上开有适配的固定孔207，环梁201与支座202通过固定孔207孔与螺栓固定；连接座206上开有螺纹孔208，螺纹孔208垂直于连接座206的斜面。为适配本发明的优选实施例，连接座206的斜度倾角为29度，连接座206在底板205上的投影与底板205长边的夹角为72.341度。

本发明的组装流程：将环梁201上的水平顶板203底面抵靠在竖直圆环102的顶面上，筋板204的侧壁抵靠在竖直圆环102的外侧侧壁上，筋板204的底面贴合水平垫环101的顶面，并将所有接触面进行点焊，调整位置，最终满焊焊接连接，完成后依次将支座202与环梁201固定，得到组装好的支撑圆环座；选出一级Y形接头301和一级横梁302，使用一级Y形接头301的两个对称接头304连接一级横梁302，围成球面支架3最内层的镂空结构，此时镂空结构为一个类正五边形的骨架，且正五边形骨架的每个顶点处上用于连接横梁302的Y形接头301，留有基准接头303向外侧延伸；选出二级横梁302和二级Y形接头301，先将一级Y形接头301的基准接头303连接二级横梁302的一端，二级横梁302的另一端连接二级Y形接头301的基准接头303，然后，在二级Y形接头301的两个对称接头304上分别连接二级横梁302；选出三级Y形接头301，使用三级Y形接头301的两个对称接头304，在球面支架3的最外层，连接相邻的两个横梁302，围成5个环绕在类正五边形镂空结构上的类正六边形网状结构，此时，球面支架3的外侧具有10个向外侧延伸的基准接头303；最后，将外侧延伸的基准接头303固定在基础圆环1的支座202上，即可将球面支架3与基础圆环1组装固定，将辅助板固定在球面支架3的网状镂空结构处，形成本发明的球面天线支架。

本发明公开的球面天线支架分为三层骨架，骨架为缕空设计，即保证了结构强度，又降低了骨架的重量，同时也降低了骨架的耗材，而且其加工效率高、加工精度高和生产成本低。且每一层骨架之间具有不同的倾角，从而改善了天线辐射的均匀性即扫描范围内的增益平坦度，且骨架采用缕空结构，即保证了骨架的性能，又降低了骨架的用料成本和重量；每层骨架形成的镂空结构上均覆有辅助板，从而保证了天线安装骨架的受力均匀性，从而提高了天线安装骨架的稳定性；球面天线阵通过球面天线支架安装，可根据不同的使用环境配合安装不同的安装附件实现车载、舰载以及地面工事的安装使用，从而提高了球面天线阵的通用性；本发明的整体结构呈球面对称，使用简单，并可根据实际需要进一步沿球面延伸。

以上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 (10)

1.一种球面天线支架，其特征在于，包括：

基础圆环，所述基础圆环包括水平垫环，水平垫环内圈向上凸起以形成垂直于所述水平垫环的竖直圆环；

多个连接组件，多个所述连接组件均匀分布在所述基础圆环的周向上，每个所述连接组件包括两组环梁与支座，所述环梁固定在基础圆环上，支座与环梁螺纹连接；

蜂巢状的球面支架，所述球面支架通过连接组件固定在所述基础圆环上，所述球面支架包括若干个Y形接头和横梁，多个所述横梁分别通过Y形接头连接以围成网状结构。

2.根据权利要求1所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述环梁包括水平顶板和固定在水平顶板底部的筋板，所述水平顶板的底面抵靠在所述竖直圆环的顶面上，筋板的一个侧壁抵靠在所述竖直圆环的外侧侧壁上，筋板的底面贴合所述水平垫环的顶面，所述环梁与所述基础圆环焊接连接。

3.根据权利要求2所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述支座包括底板和斜坡状的连接座，所述连接座的斜度倾角为28.5~29.5度，连接座在底板上的投影与所述底板长边的夹角为72.2~72.5度。

4.根据权利要求3所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述底板和水平顶板上开有适配的固定孔，环梁与支座通过固定孔孔与螺栓固定；所述连接座上开有螺纹孔，所述螺纹孔垂直于所述连接座的斜面。

5.根据权利要求1所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述Y形接头包括基板，以及固定在基板周向上的基准接头和两个对称接头，两个所述对称接头关于基准接头所在的中轴面对称设置在基板周向上。

6.根据权利要求5所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述基板中心开有基准孔，所述基准接头所在平面与基准孔的中心轴线夹角为83~87度，所述对称接头所在平面与基准孔的中心轴线夹角为81~88度。

7.根据权利要求5所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述对称接头与基准接头的夹角为115.4~125.7度，两个对称接头之间的夹角为108.6~129.2度。

8.根据权利要求5所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述横梁顶面在宽度方向向上凸起形成两个相连的倾斜面，两个倾斜面的交线为横梁顶面的中心线，倾斜面与横梁底面的夹角为6.3~17.1度。

9.根据权利要求8所述的一种球面天线支架，其特征在于：所述倾斜面的两侧分别开有沉头孔，所述沉头孔垂直于所述横梁底面，所述横梁通过沉头孔与沉头螺栓固定在Y形接头上。

10.根据权利要求9所述的一种球面天线支架，其特征在于：两个所述倾斜面中部分别单行均布有通孔，所述通孔垂直于所述倾斜面；所述网状结构上覆盖有与网状结构形状适配的辅助板，所述辅助板外缘边分别固定在多个所述横梁上。