CN113889741B - 一种面向平面天线的压紧装置及布局方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向平面天线的压紧装置及布局方法，压紧装置包括第一套管、压紧杆、预埋件、第二套管、第三套管、施力套管、外套管、蜂窝垫、压紧螺母、球形垫、弹簧顶套、压缩弹簧、弹簧底套、分离螺母。压紧装置将两块天线板作为一组，分别与卫星平台进行连接，实现了多块板与星体之间的“分层式”压紧。在本发明中，压紧装置的释放行程不受天线板数量的影响，将多块板与星体的连接转化为两块板与星体的连接结构形式，提高解锁的可靠性；采用分离螺母壳体与星体平台进行定位和复位，与销定位方式相比，解决了星体安装面加工难度大，精度难以保证的问题；多块天线板之间的压紧通过预埋件传力，相比采用传统套管传力，天线的压紧效果更优。

Description

一种面向平面天线的压紧装置及布局方法

技术领域

本发明属于航天飞行器技术领域，尤其涉及一种面向平面天线的压紧装置及布局方法。

背景技术

国内外对卫星太阳电池翼压紧机构的研究和应用较多，与太阳翼相比，SAR平面天线具有载荷重、尺寸厚的特点。目前SAR平面天线的压紧按结构形式分，主要有穿孔式和非穿孔式两大类。非穿孔式如压紧锁，因其只能介于星体与天线之间，因此只适用于单块天线板的锁紧；而穿孔式可用于两块天线板的锁紧，如国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，采用压紧杆连接两块天线板。但针对多层(三块及以上)平板SAR天线发展的结构特点，其仍有不足之处，主要表现在：

a.传统的锁紧方案在多块板展开时，压紧杆与天线板之间极易产生运动干涉，存在钩挂隐患，进而影响解锁的可靠性；

b.对采用弹性元件实现解锁的装置而言，由于多层板带来天线厚度增大，压紧杆释放行程会出现明显增长，使得压紧机构的外包络容易超出运载整流罩的安全边界；

c.采用销定位方式，使得星体安装面加工难度大，精度难以保证。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种面向平面天线的压紧装置及布局方法。

本发明提供的面向平面天线的压紧装置，用于相邻两个天线板的压紧，所述相邻两个天线板中靠近卫星平台的为第一天线板，另一个为第二天线板，所述第一天线板和所述第二天线板上均设有通孔用于所述压紧装置的穿设；所述压紧装置包括第一连接件、第二连接件、第三连接件、施力套管、弹簧、紧固件、压紧杆和与所述卫星平台固连的锁紧件；

所述第一连接件设于所述锁紧件和所述第一天线板之间，所述第一连接件与所述锁紧件接触连接，并与所述第一天线板的左侧连接；

所述第二连接件和所述第三连接件设于所述第一天线板和所述第二天线板之间，所述第二连接件与所述第一天线板的右侧连接，所述第三连接件与所述第二天线板的左侧连接，所述第二连接件与所述第三连接件接触连接；

所述施力套管设于所述第二天线板的所述通孔内，并与所述第二天线板的右侧连接；

所述压紧杆穿设所述第一天线板、所述第二天线板和所述施力套管，且两端分别与所述锁紧件和所述紧固件连接，所述锁紧件和所述紧固件与所述压紧杆配合用于压紧所述第一天线板和所述第二天线板；

所述施力套管的内壁设有朝向所述第二天线板右侧的安装面，所述弹簧套设于所述压紧杆并位于所述施力套管内，所述弹簧被压缩于所述安装面和所述紧固件之间，所述弹簧用于所述锁紧件解除与所述压紧杆的锁定后将所述压紧杆推离所述第一天线板。

在某一实施例中，所述第一连接件为套设于所述压紧杆上的第一套管；和/或所述第二连接件为套设于所述压紧杆上的第二套管；和/或所述第三连接件为套设于所述压紧杆上的第三套管。

在某一实施例中，所述第一连接件为第一套管，所述第二连接件为第二套管，所述第三连接件为第三套管，所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管均套设于所述压紧杆，且部分伸入对应的所述第一天线板或所述第二天线板的所述通孔内；

所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管的外壁上均凸设安装板，用于与对应的所述第一天线板或所述第二天线板连接。

在某一实施例中，所述第一天线板和所述第二天线板的内腔内分别设有预埋件，所述预埋件的两端分别与对应所述第一天线板或所述第二天线板的左右两侧内壁面连接，用于支撑对应所述第一天线板或所述第二天线板的左侧壁和右侧壁。

在某一实施例中，所述预埋件为两端分别向外凸设环形支撑板的支撑套管，所述支撑套管两端的所述环形支撑板分别与所述第一天线板或所述第二天线板对应的所述左侧壁或所述右侧壁接触连接。

在某一实施例中，所述第一套管上所述安装板右侧部分伸入所述第一天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第一套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第一天线板的所述左侧壁同一部位的左右两侧；

所述第二套管上所述安装板左侧部分伸入所述第一天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第二套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第一天线板的所述右侧壁同一部位的左右两侧；

所述第三套管上所述安装板右侧部分伸入所述第二天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第三套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第二天线板的所述左侧壁同一部位的左右两侧。

在某一实施例中，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母与所述卫星平台固连，且与所述压紧杆可解锁连接。

在某一实施例中，所述分离螺母的壳体上设有与所述卫星平台上的外弧度凸台面相匹配的内圆面，用于定位和复位。

在某一实施例中，还包括弹簧顶套和弹簧底套，所述弹簧顶套和所述弹簧底套均套设于所述压紧杆上，并设于所述施力套管内；所述施力套管的右端伸出所述第二天线板并向外凸设有施力板，所述施力板的左表面抵于所述第二天线板的所述右侧壁的外壁面；

所述弹簧底套的左端与所述施力套管的安装面连接，所述弹簧底套的外壁上设有底套面；所述弹簧顶套的右端伸出所述施力套管并向外凸设有顶套板，所述顶套板的左表面抵于所述施力板的右表面，且所述紧固件位于所述顶套板的右侧与所述压紧杆连接；

所述弹簧套设于所述弹簧顶套和所述弹簧底套上，且设于所述底套面和所述顶套板之间。

在某一实施例中，所述紧固件为压紧螺母，所述压紧螺母与所述顶套板之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述顶套板接触连接。

在某一实施例中，还包括一端开口的外套管，所述外套管的开口端与所述第二天线板的右端连接，所述压紧杆的右端伸出所述第二天线板后与所述紧固件一同容置于所述外套管的内腔。

在某一实施例中，所述外套管的内腔底面设有蜂窝垫。

本发明提供的面向平面天线的压紧装置布局方法，按照距所述卫星平台由近至远将每两个所述天线板分为一组天线板组，每组所述天线板组中的两个所述天线板均用如权利要求1至12任意一项所述的面向平面天线的压紧装置压紧，所有所述压紧装置相互配合将所有所述天线板压紧至收拢状态。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

(1)本发明提供的一种面向平面天线的压紧装置及布局方法，将两块天线板作为一组，分别与卫星平台进行连接，且压紧装置的释放行程不受天线板数量增加的影响，实现了多块板与星体之间的“分层式”连接，因此，压紧杆释放行程不会出现明显增长，解决了现有技术中压紧机构的外包络容易超出运载整流罩的安全边界的问题。

(2)本发明提供的一种面向平面天线的压紧装置及布局方法，实现了多块板与星体之间的“分层式”连接，因此能够确保多块天线板展开时，压紧杆与天线板之间无运动干涉的隐患，提高了解锁的可靠性，解决了现有技术中的干涉问题。

(2)本发明提供的一种面向平面天线的压紧装置，采用分离螺母壳体与星体平台进行定位和复位，与销定位方式相比，降低了星体加工难度，精度更易于保证。因此，解决了现有技术中星体安装面加工难度大，精度难以保证的问题。

(3)本发明提供的一种面向平面天线的压紧装置，多块天线板之间的压紧通过天线板内腔内的预埋件传力，相比采用传统套管传力，天线传力路径缩短，天线的压紧效果更优。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种面向平面天线的压紧装置的结构示意图；

图2为本发明的施力套管处的局部放大示意图；

图3为本发明的一种面向平面天线的压紧装置布局方法的示意图。

附图标记说明：

01：压紧装置；02：天线板A；03：天线板B；04：天线板C；05：天线板D；06：天线板E；07：天线板F；

1：卫星平台；2：分离螺母；3：压紧杆；4：第一天线板；5：第二天线板；6：预埋件；7：第一套管；8：第二套管；9：第三套管；10：外套管；11：施力套管；12：弹簧；13：弹簧底套；14：弹簧顶套；15：压紧螺母；16：球形垫：17：蜂窝垫。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例1

参看图1和图2，本实施例提供一种面向平面天线的压紧装置01，用于相邻两个天线板的压紧，相邻两个天线板中靠近卫星平台1的为第一天线板4，另一个为第二天线板5，第一天线板4和第二天线板5上均设有通孔用于压紧装置01的穿设。

压紧装置01包括第一连接件、第二连接件、第三连接件、施力套管11、弹簧12、紧固件、压紧杆3、外套管10和与卫星平台1固连的锁紧件。根据距离卫星平台1由近到远依次是锁紧件、第一连接件、第一天线板4、第二连接件、第三连接件、第二天线板5和外套管10；施力套管11位于第二天线板5内，弹簧12位于施力套管11内。压紧杆3穿设第一天线板4、第二天线板5和施力套管11，且两端分别与锁紧件和紧固件连接，锁紧件和紧固件与压紧杆3配合用于压紧第一天线板4和第二天线板5。

其中，第一连接件设于锁紧件和第一天线板4之间，第一连接件与锁紧件接触连接，并与第一天线板4的左侧连接。第二连接件和第三连接件设于第一天线板4和第二天线板5之间，第二连接件与第一天线板4的右侧连接，第三连接件与第二天线板5的左侧连接，第二连接件与第三连接件接触连接。施力套管11设于第二天线板5的通孔内，并与第二天线板5的右侧连接。

施力套管11的内壁设有朝向第二天线板5右侧的安装面，弹簧12套设于压紧杆3，且被压缩于安装面和紧固件之间，弹簧12用于锁紧件解除与压紧杆3的锁定后将压紧杆3推离第一天线板4。

现对本实施例的结构进行说明。

在本实施例中，锁紧件可以采用分离螺母2，分离螺母2与卫星平台1固连，且与压紧杆3的一端通过螺纹进行可解锁连接。具体地，分离螺母2可以通过螺钉安装在卫星平台1上，但此处不做限制。

进一步地，分离螺母2的壳体上可以设有与卫星平台1上的外弧度凸台面相匹配的内圆面，从而可以通过分离螺母2壳体的内圆面与卫星平台1外弧度凸台面进行定位和复位。采用这种定位和复位的方式，与传统的销定位方式相比，降低了星体加工难度，精度更易于保证。

第一连接件可以为第一套管7，第二连接件可以为第二套管8，第三连接件可以为第三套管9，第一套管7、第二套管8和第三套管9均套设于压紧杆3上，且部分伸入对应的第一天线板4或第二天线板5的通孔内。第一套管7、第二套管8和第三套管9的外壁上均凸设安装板，用于与对应的第一天线板4或第二天线板5连接，具体的连接方式可以是通过螺钉连接，但此处不做限制。

在第一天线板4和第二天线板5的内腔内可以分别设置预埋件6，预埋件6的两端分别与对应第一天线板4或第二天线板5的左右两侧内壁面连接，用于支撑对应第一天线板4或第二天线板5的左侧壁和右侧壁，即预埋件6起到支承和传力的作用。具体地，预埋件6可以为两端分别向外凸设环形支撑板的支撑套管，支撑套管两端的环形支撑板分别与第一天线板4或第二天线板5对应的左侧壁或右侧壁接触连接。

至此，第一套管7的左侧与分离螺母2的壳体右侧接触连接，第一套管7上的安装板右侧部分伸入第一天线板4的通孔和第一天线板4内腔中的支撑套管内，第一套管7上的安装板和对应的环形支撑板分别位于第一天线板4左侧壁同一部位的左右两侧。第二套管8上的安装板左侧部分伸入第一天线板4的通孔和第一天线板4内腔中的支撑套管内，第二套管8上的安装板和对应的环形支撑板分别位于第一天线板4右侧壁同一部位的左右两侧。第三套管9上的安装板右侧部分伸入第二天线板5的通孔和第二天线板5内腔中的支撑套管内，第三套管9上的安装板和对应的环形支撑板分别位于第二天线板5左侧壁同一部位的左右两侧。因此，预埋件6可以起到支承和传力的作用。在本实施例中，多块天线板之间的压紧通过预埋件6传力，相比采用传统套管传力，本实施例中天线的压紧效果更优。

弹簧12是分离螺母2接触与压紧杆3的锁定后驱动压紧杆3移动的动力源。在本实施例中，弹簧12和施力套管11的连接处还包弹簧顶套14和弹簧底套13，使弹簧12能够更顺畅有效的驱动压紧杆3。

具体地，弹簧顶套14和弹簧底套13均套设于压紧杆3上，并设于施力套管11内，而弹簧12套设于弹簧顶套14和弹簧底套13上。施力套管11的右端伸出第二天线板5并向外凸设施力板，施力板的左表面抵于第二天线板5右侧壁的外壁面。弹簧底套13的左端与施力套管11的安装面连接，具体可以是通过球面接触连接；弹簧底套13的外壁上设有朝向右侧的底套面，弹簧12套设在弹簧底套13的底套面右侧部分。弹簧顶套14的右端伸出所述施力套管11并向外凸设顶套板，顶套板的左表面抵于施力板的右表面，弹簧12套设于弹簧顶套14的顶套板左侧部分。即弹簧12位于底套面和顶套板之间。

紧固件在顶套板的右侧与压紧杆3连接。在本实施例中，紧固件可以选择压紧螺母15，压紧螺母15与压紧杆3通过螺纹连接。压紧螺母15与顶套板之间可以设置球形垫16，球形垫16的球面与顶套板接触连接。压紧螺母15将球形垫16、弹簧顶套14压紧在施力套管11的施力板右侧。在天线压紧状态下，弹簧12压缩在弹簧顶套14的顶套板和弹簧底套13底套面之间；在压紧杆3的连接作用下，将第一天线板4和第二天线板5锁紧在卫星平台1上。

进一步地，在第二天线板5的右侧可以设置一端开口的外套管10。外套管10的开口端与第二天线板5右侧壁的外壁面连接，压紧杆3的右端伸出第二天线板5后与压紧螺母15一同容置于外套管10的内腔中。具体可以是，外套管10的开口端可以向外凸设外套板，用于与其他结构的连接；施力套管11的施力板左侧为第二天线板5的右侧壁，右侧为外套管10的外套板，通过螺栓将外套板、施力板连接在第二天线板5的右侧壁上，从而在第二天线板5上安装施力套管11和外套管10。当然，在其他实施例中，第二天线板5、施力套管11、外套管10的连接方式可以有其他选择，此处不做限制。

进一步地，外套管10的内腔底面设有蜂窝垫17。

实施例2

参看图3，本实施例提供一种基于实施例1的面向平面天线的压紧装置布局方法。

按照距卫星平台1由近至远将每两个天线板分为一组天线板组，每组天线板组中的两个天线板均采用如实施例1中的面向平面天线的压紧装置01压紧，所有压紧装置01相互配合将所有天线板压紧至收拢状态。

以有六块天线板为例，按照距卫星平台1由近至远为天线板A 02、天线板B 03、天线板C 04、天线板D 05、天线板E 06和天线板F 07。即将这六块天线板分成三层，天线板A02和天线板B 03为一组天线板组、天线板C 04和天线板D 05为一组天线板组、天线板E 06和天线板F 07为一组天线板组。然后依次通过实施例1提供的压紧装置01压紧收拢在卫星平台1上，每层采用相同的结构形式进行压紧和解锁。

如此，每组天线板组分别于卫星平台1进行连接，实现了多块板与星体之间的“分层式”压紧，使压紧装置01的释放行程不受总天线板数量的影响，将多块天线板与星体的连接转化为两块天线板与星体的连接结构形式，提高解锁的可靠性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种面向平面天线的压紧装置，其特征在于，用于相邻两个天线板的压紧，所述相邻两个天线板中靠近卫星平台的为第一天线板，另一个为第二天线板，所述第一天线板和所述第二天线板上均设有通孔用于所述压紧装置的穿设；所述压紧装置包括第一连接件、第二连接件、第三连接件、施力套管、弹簧、紧固件、压紧杆和与所述卫星平台固连的锁紧件；

所述第一连接件设于所述锁紧件和所述第一天线板之间，所述第一连接件与所述锁紧件接触连接，并与所述第一天线板的左侧连接；

所述第二连接件和所述第三连接件设于所述第一天线板和所述第二天线板之间，所述第二连接件与所述第一天线板的右侧连接，所述第三连接件与所述第二天线板的左侧连接，所述第二连接件与所述第三连接件接触连接；

所述施力套管设于所述第二天线板的所述通孔内，并与所述第二天线板的右侧连接；

所述压紧杆穿设所述第一天线板、所述第二天线板和所述施力套管，且两端分别与所述锁紧件和所述紧固件连接，所述锁紧件和所述紧固件与所述压紧杆配合用于压紧所述第一天线板和所述第二天线板；

所述施力套管的内壁设有朝向所述第二天线板右侧的安装面，所述弹簧套设于所述压紧杆并位于所述施力套管内，所述弹簧被压缩于所述安装面和所述紧固件之间，所述弹簧用于所述锁紧件解除与所述压紧杆的锁定后将所述压紧杆推离所述第一天线板；

还包括弹簧顶套和弹簧底套，所述弹簧顶套和所述弹簧底套均套设于所述压紧杆上，并设于所述施力套管内；所述施力套管的右端伸出所述第二天线板并向外凸设有施力板，所述施力板的左表面抵于所述第二天线板的所述右侧壁的外壁面；

所述弹簧底套的左端与所述施力套管的安装面连接，所述弹簧底套的外壁上设有底套面；所述弹簧顶套的右端伸出所述施力套管并向外凸设有顶套板，所述顶套板的左表面抵于所述施力板的右表面，且所述紧固件位于所述顶套板的右侧与所述压紧杆连接；

所述弹簧套设于所述弹簧顶套和所述弹簧底套上，且设于所述底套面和所述顶套板之间。

2.根据权利要求1所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，

所述第一连接件为套设于所述压紧杆上的第一套管；

和/或所述第二连接件为套设于所述压紧杆上的第二套管；

和/或所述第三连接件为套设于所述压紧杆上的第三套管。

3.根据权利要求1所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述第一连接件为第一套管，所述第二连接件为第二套管，所述第三连接件为第三套管，所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管均套设于所述压紧杆，且部分伸入对应的所述第一天线板或所述第二天线板的所述通孔内；

所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管的外壁上均凸设安装板，用于与对应的所述第一天线板或所述第二天线板连接。

4.根据权利要求3所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述第一天线板和所述第二天线板的内腔内分别设有预埋件，所述预埋件的两端分别与对应所述第一天线板或所述第二天线板的左右两侧内壁面连接，用于支撑对应所述第一天线板或所述第二天线板的左侧壁和右侧壁。

5.根据权利要求4所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述预埋件为两端分别向外凸设环形支撑板的支撑套管，所述支撑套管两端的所述环形支撑板分别与所述第一天线板或所述第二天线板对应的所述左侧壁或所述右侧壁接触连接。

6.根据权利要求5所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述第一套管上所述安装板右侧部分伸入所述第一天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第一套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第一天线板的所述左侧壁同一部位的左右两侧；

所述第二套管上所述安装板左侧部分伸入所述第一天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第二套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第一天线板的所述右侧壁同一部位的左右两侧；

所述第三套管上所述安装板右侧部分伸入所述第二天线板的所述通孔和对应所述支撑套管内，所述第三套管上的安装板和对应的所述环形支撑板分别位于所述第二天线板的所述左侧壁同一部位的左右两侧。

7.根据权利要求1所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母与所述卫星平台固连，且与所述压紧杆可解锁连接。

8.根据权利要求7所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述分离螺母的壳体上设有与所述卫星平台上的外弧度凸台面相匹配的内圆面，用于定位和复位。

9.根据权利要求1所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述紧固件为压紧螺母，所述压紧螺母与所述顶套板之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述顶套板接触连接。

10.根据权利要求1所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，还包括一端开口的外套管，所述外套管的开口端与所述第二天线板的右端连接，所述压紧杆的右端伸出所述第二天线板后与所述紧固件一同容置于所述外套管的内腔。

11.根据权利要求10所述的面向平面天线的压紧装置，其特征在于，所述外套管的内腔底面设有蜂窝垫。

12.一种面向平面天线的压紧装置布局方法，其特征在于，按照距所述卫星平台由近至远将每两个所述天线板分为一组天线板组，每组所述天线板组中的两个所述天线板均用如权利要求1至11任意一项所述的面向平面天线的压紧装置压紧，所有所述压紧装置相互配合将所有所述天线板压紧至收拢状态。