CN110890633B - 一种偏馈双反射面折叠天线机构 - Google Patents

一种偏馈双反射面折叠天线机构 Download PDF

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Abstract

一种偏馈双反射面折叠天线系统及机构，涉及无线通信领域，针对现有技术中的天线由于面积过大，导致机动性和灵活性较差的问题，包括：主反射面本体折叠组件、主副反射面骨架折叠组件、俯仰组件、馈源组件、回转组件、控制反馈组件和折叠锁定组件；主反射面本体折叠组件设置在主副反射面骨架折叠组件上，主副反射面骨架折叠组件与俯仰组件转动连接，主副反射面骨架折叠组件能在俯仰组件上翻转；俯仰组件与回转组件固定连接，回转组件能转动和平移；馈源组件用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换，控制反馈组件设置在回转组件上，并与回转组件固连，折叠锁定组件用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态。

Description

一种偏馈双反射面折叠天线机构
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体为一种偏馈双反射面折叠天线系统及机构。
背景技术
高度信息化的社会情况复杂多变，对大尺度、轻量化、高几何稳定性的探测天线机构的需求变得非常迫切，需要设计具有大折展比的折展天线机构，在运输阶段处于折叠状态，而在使用时展开成工作状态。在地面环境下，为了适应不同的任务需求，天线要能够在一定的角度范围内进行俯仰和旋转，并且要有一定的刚度，具有很好的抗风性，要有良好的机动性和稳定性。然而机动性和稳定性是相悖的，机动性的加强意味着稳定性减弱，稳定性的提高带来的问题是机动性被削弱，在天线的设计阶段需要根据实际情况来权衡取舍。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术中的天线由于面积过大，导致机动性和灵活性较差的问题，提供一种偏馈双反射面折叠天线系统及机构。
本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种偏馈双反射面折叠天线机构，包括：主反射面本体折叠组件1、主副反射面骨架折叠组件2、俯仰组件3、馈源组件4、回转组件5、控制反馈组件6和折叠锁定组件7；
所述主反射面本体折叠组件1设置在主副反射面骨架折叠组件2上，所述主副反射面骨架折叠组件2与俯仰组件3转动连接，所述主副反射面骨架折叠组件2能在俯仰组件3上翻转；
所述俯仰组件3与回转组件5固定连接，所述回转组件5能进行转动和平移；
所述馈源组件4用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换，所述控制反馈组件6设置在回转组件5上，并与回转组件5固定连接，所述折叠锁定组件7用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态。
进一步的，所述主反射面本体折叠组件1包括：主反射面、支撑肋板、回转铰链1-4和第一电磁锁销1-2；
所述主反射面包括主反射面固定面1-1和主反射面折叠面1-3，所述主反射面固定面1-1与支撑肋板固定连接，所述主反射面固定面1-1和主反射面折叠面1-3铰接，所述主反射面固定面1-1和主反射面折叠面1-3回转轴线处设有回转铰链1-4，所述支撑肋板上设有第一电磁锁销1-2。
进一步的，所述主副反射面骨架折叠组件2包括：连杆2-5、副反射面支撑架2-3、第一液压缸2-2和第二电磁锁销2-1；
所述主反射面固定面1-1和副反射面2-4之间设有连杆2-5和副反射面支撑架2-3，所述主反射面固定面1-1、副反射面2-4、连杆2-5和副反射面支撑架2-3之间铰接，构成四杆机构，所述主反射面固定面1-1和副反射面支撑架2-3之间设有第一液压缸2-2，所述第一液压缸2-2的两端分别与主反射面固定面1-1和副反射面支撑架2-3铰接，所述主反射面固定面1-1和副反射面支撑架2-3之间设有第二电磁锁销2-1。
进一步的，所述俯仰组件3包括第二液压缸3-1和滑车5-1；
所述副反射面支撑架2-3和第二液压缸3-1的一端与滑车5-1铰接，所述第二液压缸3-1的另一端与副反射面支撑架2-3铰接。
进一步的，所述馈源组件4固定设置在副反射面支撑架2-3上。
进一步的，所述回转组件5包括丝杠导轨5-2和转台5-3；
所述滑车5-1与所述丝杠导轨5-2相连，所述滑车5-1通过丝杠螺母传动并在所述丝杠导轨5-2上直线运动，所述丝杠导轨5-2通过转台5-3与车体5-5相连；
所述回转组件5还包括齿轮传动系统5-4，所述齿轮传动系统5-4用于控制导轨及其上的部件同步转动。
进一步的，所述控制反馈组件6为信号反馈装置。
进一步的，所述信号反馈装置包括光电编码器，信号放大电路和限位器。
进一步的，所述折叠锁定组件7包括V型楔块7-1和V型槽7-2；
所述V型楔块7-1设置在主反射面1-1上，所述V型槽7-2设置在车体5-5上，所述V型楔块7-1和V型槽7-2配合使用。
一种偏馈双反射面折叠天线系统，包括：主反射面本体折叠模块、主副反射面骨架折叠模块、俯仰模块、馈源模块、回转模块、控制反馈模块和折叠锁定模块；
所述主反射面本体折叠模块用于将主反射面折叠或展开；
所述主副反射面骨架折叠模块用于折叠或展开主反射面本体折叠模块和副反射面；
所述俯仰模块用于调整馈源模块、主反射面和副反射面的角度；
所述馈源模块用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换；
所述回转模块用于带动主反射面本体折叠模块、主副反射面骨架折叠模块、俯仰模块和馈源模块进行平面回转和平移运动；
所述控制反馈模块用于实时反馈转角信息；
所述折叠锁定模块用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态。
本发明的有益效果是：
本发明所涉及到的折叠天线机构在俯仰0度至85度任一角度，在整个360°方位转动过程中不与车体发生干涉；
本发明中的连杆机构组合利用液压缸进行驱动来代替传统电机直接驱动，使得装置减轻了重量；
本发明中的主反射面支撑架折叠一次，副反射面支撑架折叠一次，主、副反射面支撑架折叠机构采用一套驱动系统同步折叠，既可以减少折叠时间又可以较少机构质量；
本发明中转台部件通过光栅尺识别转动信号，反馈给驱动部件，有效的识别转动角度，提高转动精度；
本发明中的主支撑骨架采用π型截面，主体材料选择碳纤维复合材料，既满足轻量化要求又满足抗风载荷要求，主骨架采用双点支撑，拉长了支撑点距离，可有效提高风载倾覆力矩的承受能力，减轻了重量，提高了机动性和灵活性。
附图说明
图1是本发明偏馈双反射面折叠天线机构展开状态的示意图；
图2是本发明偏馈双反射面折叠天线机构收拢状态的示意图；
图3是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的主反射面本体折叠组件处于收拢状态的示意图；
图4是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的主副反射面骨架折叠组件的示意图；
图5是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的俯仰组件的示意图；
图6是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的回转组件的示意图；
图7是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的折叠锁定组件的示意图；
图8是本发明偏馈双反射面折叠天线机构的折叠锁定组件V型楔块和V型槽部分的局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，包括：主反射面本体折叠组件1、主副反射面骨架折叠组件2、俯仰组件3、馈源组件4、回转组件5、控制反馈组件6和折叠锁定组件7；
所述主反射面本体折叠组件1设置在主副反射面骨架折叠组件2上，所述主副反射面骨架折叠组件2与俯仰组件3转动连接，所述主副反射面骨架折叠组件2能在俯仰组件3上翻转；
所述俯仰组件3与回转组件5固定连接，所述回转组件5能进行转动和平移；
所述馈源组件4用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换，所述控制反馈组件6设置在回转组件5上，并与回转组件5固定连接，所述折叠锁定组件7用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态。
主副反射面骨架展开：结合图1-图4来说明本实施方式，本实施方式包括主反射面本体折叠组件1，主副反射面骨架折叠组件2，第二电磁锁销2-1，第一液压缸2-2，副反射面支撑架2-3，副反射面2-4和连杆2-5；
主反射面固定面1-1与副反射面2-4通过连杆2-5相连，另一端与副反射面支撑架2-3铰接，构成一个四杆机构，该四杆机构通过第一液压缸2-2驱动，向第一液压缸2-2中通入液压油后，液压缸活塞杆伸出，带动主反射面本体折叠组件1和副反射面2-4转动，当转动角度到位后，通过第二电磁锁销2-1进行锁定，展开完成后如图1所示。
主反射面本体展开：结合图1-图3来说明本实施方式，本实施方式包括主反射面本体折叠组件1，主反射面的固定面1-1，第一电磁锁销1-2，主反射面折叠面1-3和回转铰链1-4；
主反射面的固定面1-1和主反射面折叠面1-3铰接，在两个回转轴线外侧各布置两个回转铰链1-4，采用电机直接驱动的形式，使两折叠面沿回转铰链展开，展开到位后利用第一电磁锁销1-2进行锁定，每个转轴布局4个电磁锁销，安装在支撑肋板上，采用插销形式，两块反射面搭接后进行插拔锁定动作。
天线0-85°俯仰：结合图5来说明本实施方式，本实施方式包括主反射面本体折叠组件1，副反射面支撑架2-3，第二液压缸3-1，馈源4-1，滑车5-1；
副反射面支撑架2-3和第二液压缸3-1均与滑车5-1铰接，以副反射面支撑架2-3作曲柄，第二液压缸3-1作为连杆，构成曲柄连杆机构，馈源4-1固定安装在副反射面支撑架2-3上，与副反射面支撑架同步回转和俯仰。向第二液压缸3-1中通入液压油后，液压缸活塞杆伸出，带动副反射面支撑架2-3转动，从而实现主反射面整体、副反射面和馈源的同步俯仰运动。
天线360°转动和平移：结合图6来说明本实施方式，本实施方式包括主反射面本体折叠组件1，主副反射面骨架折叠组件2，俯仰组件3，馈源组件4，滑车5-1，丝杠导轨5-2，转台5-3，齿轮传动系统5-4，车体5-5和信号反馈装置6-1；
滑车5-1与丝杠导轨5-2相连，可通过丝杠螺母传动实现滑车及其上的部件在导轨上的直线运动，丝杠导轨5-2通过转台5-3与车体5-5相连，通过齿轮传动系统5-4可以实现导轨及其上的部件同步转动。天线在回转过程中需要保证转动精度，因此在转动时需要设置信号反馈装置6-1，信号反馈装置的主要结构是光栅尺，由光栅尺识别转动信号，反馈给驱动部件，可有效识别转动角度，提高转动精度。
偏馈双反射面折叠天线机构的收拢：结合图1-图7来说明本实施方式，本实施方式包括主反射面本体折叠组件1，主副反射面骨架折叠组件2，俯仰组件3，馈源组件4，回转组件5，控制反馈组件6和折叠锁定组件7；
主反射面固定面1-1上有V型楔块7-1，车体5-5上有V型槽7-2；当侦测或通讯任务完成后，需要将天线收拢并运输，首先使转台上的齿轮传动系统5-4动作，将丝杠导轨5-2和滑车5-1恢复到初始位置；其次第二液压缸3-1恢复到初始位置，使天线面向可收拢的角度；主反射面上的电机动作，依次收拢两个折叠反射面；最后第一液压缸2-2动作，将主副反射面骨架收回，收回结束后，主反射面固定面1-1上的V型楔块7-1与车体5-5上的V型槽7-2相配合，锁定了天线的收拢状态，能够有效避免车辆运输过程中的颠簸引起的天线震动。
一种偏馈双反射面折叠天线系统，包括：主反射面本体折叠模块、主副反射面骨架折叠模块、俯仰模块、馈源模块、回转模块、控制反馈模块和折叠锁定模块；
所述主反射面本体折叠模块用于将主反射面折叠或展开；
所述主副反射面骨架折叠模块用于折叠或展开主反射面本体折叠模块和副反射面；
所述俯仰模块用于调整馈源模块、主反射面和副反射面的角度；
所述馈源模块用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换；
所述回转模块用于带动主反射面本体折叠模块、主副反射面骨架折叠模块、俯仰模块和馈源模块进行平面回转和平移运动；
所述控制反馈模块用于实时反馈转角信息；
所述折叠锁定模块用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态。
需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种偏馈双反射面折叠天线机构，包括：主反射面本体折叠组件(1)、主副反射面骨架折叠组件(2)、俯仰组件(3)、馈源组件(4)、回转组件(5)、控制反馈组件(6)和折叠锁定组件(7)；
所述主反射面本体折叠组件(1)设置在主副反射面骨架折叠组件(2)上，所述主副反射面骨架折叠组件(2)与俯仰组件(3)转动连接，所述主副反射面骨架折叠组件(2)能在俯仰组件(3)上翻转；
所述俯仰组件(3)与回转组件(5)固定连接，所述回转组件(5)能进行转动和平移；
所述馈源组件(4)用于整理主反射面和副反射面反射而来的电磁波，并进行阻抗变换，所述控制反馈组件(6)设置在回转组件(5)上，并与回转组件(5)固定连接，所述折叠锁定组件(7)用于在主副反射面骨架折叠模块收起后，锁定天线的收拢状态；
所述主反射面本体折叠组件(1)包括：主反射面、支撑肋板、回转铰链(1-4)和第一电磁锁销(1-2)；
所述主反射面包括主反射面固定面(1-1)和主反射面折叠面(1-3)，所述主反射面固定面(1-1)与支撑肋板固定连接，所述主反射面固定面(1-1)和主反射面折叠面(1-3)铰接，所述主反射面固定面(1-1)和主反射面折叠面(1-3)回转轴线处设有回转铰链(1-4)，所述支撑肋板上设有第一电磁锁销(1-2)；
其特征在于所述主副反射面骨架折叠组件(2)包括：连杆(2-5)、副反射面支撑架(2-3)、第一液压缸(2-2)和第二电磁锁销(2-1)；
所述主反射面固定面(1-1)和副反射面(2-4)之间设有连杆(2-5)和副反射面支撑架(2-3)，所述主反射面固定面(1-1)、副反射面(2-4)、连杆(2-5)和副反射面支撑架(2-3)之间铰接，构成四杆机构，所述主反射面固定面(1-1)和副反射面支撑架(2-3)之间设有第一液压缸(2-2)，所述第一液压缸(2-2)的两端分别与主反射面固定面(1-1)和副反射面支撑架(2-3)铰接，所述主反射面固定面(1-1)和副反射面支撑架(2-3)之间设有第二电磁锁销(2-1)。
2.根据权利要求1所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述俯仰组件(3)包括第二液压缸(3-1)和滑车(5-1)；
所述副反射面支撑架(2-3)和第二液压缸(3-1)的一端与滑车(5-1)铰接，所述第二液压缸(3-1)的另一端与副反射面支撑架(2-3)铰接。
3.根据权利要求2所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述馈源组件(4)固定设置在副反射面支撑架(2-3)上。
4.根据权利要求2所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述回转组件(5)包括丝杠导轨(5-2)和转台(5-3)；
所述滑车(5-1)与所述丝杠导轨(5-2)相连，所述滑车(5-1)通过丝杠螺母传动并在所述丝杠导轨(5-2)上直线运动，所述丝杠导轨(5-2)通过转台(5-3)与车体(5-5)相连；
所述回转组件(5)还包括齿轮传动系统(5-4)，所述齿轮传动系统(5-4)用于控制导轨及其上的部件同步转动。
5.根据权利要求2所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述控制反馈组件(6)为信号反馈装置。
6.根据权利要求5所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述信号反馈装置包括光电编码器，信号放大电路和限位器。
7.根据权利要求2所述的一种偏馈双反射面折叠天线机构，其特征在于所述折叠锁定组件(7)包括V型楔块(7-1)和V型槽(7-2)；
所述V型楔块(7-1)设置在主反射面(1-1)上，所述V型槽(7-2)设置在车体(5-5)上，所述V型楔块(7-1)和V型槽(7-2)配合使用。
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