CN110311230A - 一种超轻型卫星便携站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信卫星技术领域，尤其是一种超轻型卫星便携站；包括天线组件和支撑架，所述天线组件包括天线面、馈源支架、俯仰传动机构和方位传动机构，所述天线面的背面一体化设置有电气箱，所述馈源支架位于天线面的两侧，所述馈源支架与俯仰传动机构连接，所述俯仰传动机构与方位传动机构连接，所述方位传动机构通过快装机构与支撑架连接，所述天线面的正面通过射频收发组件限位拉杆与射频收发组件和副反射面呈固定夹角连接；天线控制器和卫星调制解调器和内置设备等放置在天线面的背部，避免了太阳的直晒和优化了天线的配重；天线面采用折叠铰链式设计，免去了传统的多瓣拼装环节，大大节省了架设时间和增强了天线的整体性。

Description

一种超轻型卫星便携站
技术领域
本发明涉及通信卫星技术领域，尤其是一种超轻型卫星便携站。
背景技术
在现有应用中，偏馈式卫星天线一般采用箱式结构，如图1所示：整个天线一般由天线面1-1、馈源支架1-2、馈源系统、方位俯仰传动部件1-4、电气箱1-3、防风支架1-6、提手1-5等部件组成，电气箱体、方位俯仰传动部件安装在天线结构底板上，天馈系统安装在天线的方位俯仰传动部件上。此种天线结构满足正常的通信需要，有收藏后体积紧凑、电气箱体积大能内置多款通信机等优点。但存在一定的缺点：
1.电气箱在天线底部，因此不具备涉水能力；
2.馈源支架部分含有功放、射频等设备重量较重，而天线面背部没有相应的配重，因此俯仰转动部分中心偏前端，俯仰转动时就需要用更大的减速器和电机；
3.天线电气箱在天线前端，在夏季气温高时容易受到太阳的直接暴晒，导致箱体内温度异常升高，导致通信设备故障；
4.天线面采用多瓣搭扣拼装方式，天线架设时有一定的拼装时间。
5.重量较重，不能满足天线日益小型化背负的需要。
综上所述，此种天线结构一般用在大容量宽带通信的场合。
中国专利公开号为CN104518271A的“一种便携式自动寻星系统”采用正馈式天线结构，如图2所示：此方案采用四脚架作为支撑结构，方位俯仰传动结构放置在四脚架2-1上，天线面2-2采用花瓣式多瓣拼装方案，功放射频系统2-3放置在天线面背后。此种方案有如下优点：增强了天线的涉水能力；避免电气箱被太阳直晒；俯仰重心离转动轴较近等优点。但也存在一定的缺点：
1.天线面一般采用八瓣拼装，天线面拼装架设时间较长；
2.天线面馈源杆在收藏时需要拆卸，在使用时需要用螺纹连接在天线面中心盘上；
3.天线整体结构较重，只能装箱携行，不能背负，在山区等复杂地形携带不方便；
4.方位、俯仰手动调整结构速度较慢，没有快速角度调整+角度微调结构；
控制箱体积较小，只能放置天线自身的控制部分和驱动部分，没有内置调制解调器和其他业务设备的空间。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种体积小、质量轻、使用安装效率高的超轻型卫星便携站。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种超轻型卫星便携站，包括天线组件和支撑架，所述天线组件包括天线面、馈源支架、俯仰传动机构、方位传动机构，所述天线面的背面一体化设置有电气箱，所述馈源支架位于天线面的两侧，所述馈源支架与俯仰传动机构连接，所述俯仰传动机构与方位传动机构连接，所述方位传动机构通过快装机构与支撑架连接，所述天线面的正面通过射频收发组件限位拉杆与射频收发组件和副反射面呈固定夹角连接，
所述馈源支架上还连接有馈源和极化传动机构，所述馈源连接有双工器，所述双工器的接收端连接有下变频放大器，双工器的发射端连接有上变频放大器。
进一步的，所述天线面由三块天线面板通过天线面折叠铰链铰接而成。
进一步的，所述支撑架包括支撑杆安装座，所述支撑杆安装座上铰接有若干支撑杆，每根支撑杆与支撑杆安装座之间连接有气弹簧。
进一步的，所述支撑杆安装座的下表面设置有连接杆，每根气弹簧的一端与连接杆的底部边缘铰接，另一端与支撑杆之间通过连接片和螺栓连接。
进一步的，所述方位传动机构包括方位粗调轴套、方位粗调轴、方位粗调锁紧旋钮、方位微调减速箱、方位微调电机和方位微调手动旋钮；
所述支撑杆安装座的上表面设置有天线传动连接件，所述方位粗调轴通过螺纹与天线传动连接件连接，方位粗调轴套上设置有方位粗调锁紧旋钮；
所述天线方位粗调轴套上还设置有方位微调减速箱，减速箱为蜗轮蜗杆传动结构，所述方位微调减速箱的蜗杆一端连接有方位微调手动旋钮，蜗杆的另一端连接有直流减速电机，所述方位微调减速箱的上部连接俯仰传动机构。
进一步的，所述支撑架上还连接有防风支撑杆，所述防风支撑杆的一端与支撑杆之间通过轴销连接，另一端与支撑杆之间通过固定螺丝连接。
进一步的，所述俯仰传动机构包括俯仰粗调轴套、俯仰粗调锁紧旋钮、俯仰微调减速箱、俯仰微调电机、俯仰微调手动旋钮、俯仰粗调角度限位螺钉、俯仰输出轴；
所述俯仰微调减速箱为蜗轮蜗杆传动结构，所述蜗杆一端连接有俯仰微调手动旋钮，蜗杆的另一端连接有俯仰微调电机，俯仰微调减速箱中的蜗轮输出孔通过键连接有俯仰输出轴，俯仰输出轴通过螺丝与主天线面固定。
进一步的，所述副反射面与馈源支架之间通过副反射面旋转轴连接，所述副反射面与馈源支架之间还设置有限位机构和锁止机构。
进一步的，所述极化传动机构包括极化转动电机和角度传感器。
进一步的，所述电气箱内安装天线控制器、卫星调制解调器和其余内置设备，电气箱上还设有电气箱盖和散热装置。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1.天线面采用0.75m等效格里高利天线面，兼容KU/KA两种频段，通过更换不同频段的射频组件来实现KU和KA频段的通信；
2.天线底座支架采用碳纤维支撑架结构，在保证强度的同时又减轻了重量，而且具备15cm左右的涉水深度；
3.天线方位转动采用大范围角度快速调整和方位角手动微调或电动微调结构，能够大大缩短对星时间。角度调整时先将方位角快速转动至理论方位角附近，将快速调整结构锁紧，然后手动或电动微调至对准卫星。
4.天线俯仰转动同样采用大范围角度快速调整和俯仰手动微调或电动微调结构。角度调整时先将俯仰角快速转动至理论俯仰角位置，将快速调整结构锁紧，然后手动或电动微调至对准卫星。
5.天线面采用折叠铰链式设计，免去了传统的多瓣拼装环节，大大节省了架设时间和增强了天线的整体性。
6.天线控制器和卫星调制解调器和内置设备等放置在天线面的背部，避免了太阳的直晒和优化了天线的配重。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为一般箱式偏馈天线的三维立体图；
图2为一般正馈天线的三维立体图；
图3为一种超轻型卫星便携站的整体工作状态立体图；
图4为支撑架的收藏状态立体图；
图5为支撑架的展开状态立体图；
图6为天线组件收藏状态的立体图；
图7为天线组件和支撑架的组装状态立体图；
图8为方位、俯仰传动结构的局部立体图；
图9为方位、俯仰传动结构的剖视图；
图10为极化传动结构的局部立体图。
图中：1支撑架，101气弹簧，102锁紧螺母，103固定螺丝，104天线传动连接件，2防风支撑杆，3方位传动机构，301方位粗调锁紧旋钮，302方位粗调轴套，303方位微调手动旋钮，304方位微调减速箱，305方位微调电机，4俯仰传动机构，401俯仰粗调锁紧旋钮，402俯仰粗调轴套，403俯仰微调减速箱，404俯仰微调手动旋钮，405俯仰微调电机，5电气箱，6天线面，7射频收发组件限位拉杆，8射频收发组件，9副反射面，10馈源支架，11天线组件，12天线面折叠铰链，13天线面板，14上变频放大器，15旋转关节，16双工器，17极化转动电机，18角度传感器，19馈源，20下变频放大器， 21副反射面旋转轴。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
请参阅图3-图10。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明中的支撑架有选为三脚架。
图3为一种超轻型卫星便携站的整体工作状态立体图；
图10为极化传动结构的局部立体图。
如图3和图10所示，本发明所述的一种超轻型卫星便携站，以等效0.75米Ku波段天线为实施例，天线面6采用0.75m等效格里高利天线面6，兼容KU/KA两种频段，通过更换不同频段的射频组件来实现KU和KA频段的通信，其结构主要以铝材和碳纤维为主。
本发明中的超轻型卫星便携站，包括天线组件11和支撑架1，天线组件11包括天线面6、馈源支架10、俯仰传动机构4和方位传动机构3，天线面6的背面一体化设置有电气箱5，馈源支架10位于天线面6的两侧，馈源支架10与俯仰传动机构4连接，俯仰传动机构4与方位传动机构3连接，方位传动机构3通过快装机构与支撑架1连接，天线面6的正面通过射频收发组件限位拉杆7与射频收发组件8和副反射面9呈固定夹角连接，射频收发组件8上连接有馈源19和极化传动机构，馈源19连接有双工器16，双工器16的接收端连接有20，双工器16的发射端通过旋转关节15、波导连接有上变频放大器14。极化传动机构包括极化转动电机17和角度传感器18，极化转动电机17驱动馈源19做旋转运动，角度传感器18起到角度反馈作用。
工作原理：对星操作时先用手转动整个天线组件11，使方位传动机构3围绕支撑架做左右转动，当天线根据天线面6背部显示屏上数据转动至理论方位角时，锁紧旋钮，至此方位粗调完成；方位粗调完成后再用手上下转动整个天线组件11，使俯仰传动机构4围绕俯仰粗调轴套402做上下转动，当天线根据天线面6背部显示屏上数据转动至理论俯仰角时，锁紧旋钮，至此俯仰粗调完成。支撑架起到支撑整个天线的作用，能提供大约15cm左右的涉水深度，本实施例中的支撑架采用碳纤维支撑架结构，在保证强度的同时又减轻了重量。在天线背面设置电气箱5，电气箱5内安装天线控制器、卫星调制解调器和其余内置设备，天线控制器和卫星调制解调器和内置设备等放置在天线面6的背部，避免了太阳的直晒和优化了天线的配重。电气箱5上还设有电气箱盖，可以保护电气箱5内的设备。
为了减少整个装置的架设时间，本实施例中的所述天线面6由三块天线面板13通过天线面折叠铰链12铰接而成，即包括中心面板和两侧的面板，两侧的面板在连接件的作用下，可以翻转折叠在中心面板的上方，翻转时，两侧面板的翻转顺序随意，天线面6采用折叠铰链式设计，免去了传统的多瓣拼装环节，大大节省了架设时间和增强了天线的整体性。
图4为支撑架的收藏状态立体图；
图5为支撑架的展开状态立体图；
如图4、图5所示，为了提高支撑架1的使用便利性，本实施例中的支撑架1包括支撑杆安装座，支撑杆安装座上铰接有若干支撑杆，每根支撑杆与支撑杆安装座之间连接有气弹簧101；支撑杆安装座的下表面设置有连接杆，每根气弹簧101的一端与连接杆的底部边缘铰接，另一端与支撑杆之间通过连接片和螺栓连接；支撑架从包内拿出时为图4状态，当松开支撑架1的捆轧带后，支撑架在若干气弹簧101的作用下自动展开，一直到气弹簧101的最大行程为止，至此支撑架1整体展开完成，支撑架1上还连接有一个绑带，支撑架1收卷起来后，可以通过绑带将支撑架1束缚住呈图4状态，这样的话，支撑架1的收藏更方便，占用空间小。
为了提高整个装置在使用过程中的抗风刮强度，支撑架1上连接有防风支撑杆2，防风支撑杆2的一端与支撑杆之间通过轴销连接，另一端与支撑杆之间通过固定螺丝103连接，支撑杆上通过螺栓螺帽设置有连接片，连接片上开有连接孔用于与固定螺丝103连接。支撑架从包内拿出时为图4状态，一对防风支撑杆通过防风支撑杆2固定螺丝103固定在支撑架1上。当整个装置打开安装后，防风支撑杆2的另一端通过固定螺丝103与天线背面连接，从而将天线背面等其他装置稳定的固定在支撑架1上，在狂风等恶劣天气下，卫星便携站也能正常使用。本实施例中的防风支撑杆2为伸缩杆，包括两段支撑杆，两段支撑杆之间通过伸缩锁紧螺母102连接。
图8为方位、俯仰传动结构的局部立体图；
图9为方位、俯仰传动结构的剖视图；
如图8和图9所示，方位传动机构3包括方位粗调轴套302、方位粗调轴306、方位粗调锁紧旋钮301、方位微调减速箱304、方位微调电机305和方位微调手动旋钮303；
支撑杆安装座的上表面设置有天线传动连接件104，方位粗调轴306通过螺纹与天线传动连接件104连接，方位粗调轴套302上设置有方位粗调锁紧旋钮301；
天线方位粗调轴套302上还设置有方位微调减速箱304，减速箱为蜗轮蜗杆传动结构，方位微调减速箱304的蜗杆一端连接有方位微调手动旋钮303，蜗杆的另一端连接有直流减速电机。方位微调减速箱304的上部连接俯仰传动机构4。
俯仰传动机构4包括俯仰粗调轴套402、俯仰粗调锁紧旋钮401、俯仰微调减速箱403、俯仰微调电机405、俯仰微调手动旋钮404、俯仰粗调角度限位螺钉406、俯仰输出轴407；
俯仰微调减速箱403可以在俯仰粗调轴套402中自由转动达到俯仰粗调的目的，俯仰粗调轴套402上设有俯仰粗调角度限位螺钉406，俯仰粗调角度限位螺钉406起到限制俯仰粗调角度的作用，俯仰粗调轴套402上设有俯仰粗调锁紧旋钮401，俯仰粗调锁紧旋钮401可以将俯仰微调减速箱403与俯仰粗调轴套402之间抱紧固定。
俯仰微调减速箱403的蜗杆一端连接有俯仰微调手动旋钮404，蜗杆的另一端连接有俯仰微调电机405，本实施例中的俯仰微调电机405为直流减速电机。俯仰微调减速箱403中的蜗轮输出孔通过键连接有俯仰输出轴407，俯仰输出轴407通过螺丝与主天线面固定。
如图10所示，为了进一步提高卫星便携站的收藏便利性，本实施例中的副反射面9与馈源支架10之间通过副反射面转轴21连接，副反射面9与馈源支架10之间还设置有限位机构和锁止机构；采用此结构，使用时，副反射面9绕副反射面旋转轴21旋转至工作位，通过锁止机构锁定，当需要将便携卫星站收藏起来时，副反射面9绕副反射面旋转轴21旋转至与馈源支架10平行的位置，副反射面9就可以贴着天线面6，即收藏位，减少了收藏体积。
天线组件11从背包中拿出时如图6所示状态，如图7所示将天线组件11与支撑架连接，展开天线面6即可即可进行对星操作，对星操作完成后将支撑架1上两根防风支撑杆2通过防风支撑杆固定螺丝103固定在天线面6背部即可。
综上所述：本发明具有重量轻，对星速度快，架设方便，仅需将支撑架与天线组件11连接后即可进行对星和通信工作。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种超轻型卫星便携站，其特征在于：包括天线组件和支撑架，所述天线组件包括天线面、馈源支架、俯仰传动机构和方位传动机构，所述天线面的背面一体化设置有电气箱，所述馈源支架位于天线面的两侧，所述馈源支架与俯仰传动机构连接，所述俯仰传动机构与方位传动机构连接，所述方位传动机构通过快装机构与支撑架连接，所述天线面的正面通过射频收发组件限位拉杆与射频收发组件和副反射面呈固定夹角连接，
所述馈源支架上还连接有馈源和极化传动机构，所述馈源连接有双工器，所述双工器的接收端连接有下变频放大器，双工器的发射端连接有上变频放大器。
2.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述天线面由三块天线面板通过天线面折叠铰链铰接而成。
3.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述支撑架包括支撑杆安装座，所述支撑杆安装座上铰接有若干支撑杆，每根支撑杆与支撑杆安装座之间连接有气弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述支撑杆安装座的下表面设置有连接杆，每根气弹簧的一端与连接杆的底部边缘铰接，另一端与支撑杆之间通过连接片和螺栓连接。
5.根据权利要求3所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述方位传动机构包括方位粗调轴套、方位粗调轴、方位粗调锁紧旋钮、方位微调减速箱、方位微调电机和方位微调手动旋钮；
所述支撑杆安装座的上表面设置有天线传动连接件，所述方位粗调轴通过螺纹与天线传动连接件连接，方位粗调轴套上设置有方位粗调锁紧旋钮；
所述天线方位粗调轴套上还设置有方位微调减速箱，减速箱为蜗轮蜗杆传动结构，所述方位微调减速箱的蜗杆一端连接有方位微调手动旋钮，蜗杆的另一端连接有直流减速电机，所述方位微调减速箱的上部连接俯仰传动机构。
6.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述支撑架上还连接有防风支撑杆，所述防风支撑杆的一端与支撑杆之间通过轴销连接，另一端与支撑杆之间通过固定螺丝连接。
7.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述俯仰传动机构包括俯仰粗调轴套、俯仰粗调锁紧旋钮、俯仰微调减速箱、俯仰微调电机、俯仰微调手动旋钮、俯仰粗调角度限位螺钉、俯仰输出轴；
所述俯仰微调减速箱为蜗轮蜗杆传动结构，所述蜗杆一端连接有俯仰微调手动旋钮，蜗杆的另一端连接有俯仰微调电机，俯仰微调减速箱中的蜗轮输出孔通过键连接有俯仰输出轴，俯仰输出轴通过螺丝与主天线面固定。
8.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述副反射面与馈源支架之间通过副反射面旋转轴连接，所述副反射面与馈源支架之间还设置有限位机构和锁止机构。
9.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述极化传动机构包括极化转动电机和角度传感器。
10.根据权利要求1所述的一种超轻型卫星便携站，其特征在于：所述电气箱内安装天线控制器、卫星调制解调器和其余内置设备，电气箱上还设有电气箱盖和散热装置。
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