CN115395202A - 一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及星载合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，包括星体、收纳装置与相控阵天线；所述收纳装置固定安装在星体的底端，收纳装置由装载壳体与顶板两个部分组成；所述离装载壳体内部底端面一段距离处还设一个隔板,隔板将装载壳体内部空间分为上下两个部分；所述装载壳体内部两端的壁面上分别设有限位凸起与限位槽口，在限位凸起与限位槽口的底端还分别设有一个伸出槽一与伸出槽二；本发明通过在卫星底部设置收纳装置，并将相控阵天线以叠装的方式收纳在收纳装置内，使得卫星的包络尺寸大大减小，并且可以叠装更长的相控阵天线，使得卫星的发射成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及星载合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置。
背景技术
SAR(Synthetic Aperture Radar)，即合成孔径雷达，是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力，因此，SAR系统在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势；
未来针对超大规模星座的建设，需要采用小型化、轻量化、低成本设计满足一箭多星发射要求，即在火箭包络有限的条件下，最大限度的堆叠多个卫星，而伸展在星体外的合成孔径雷达天线是SAR卫星载荷的主要部分，现有卫星在折叠相控阵天线时，通常是围绕着卫星星体进行折叠，由于星体高度有限，因此在收纳展开较大天线时，只能把一边的相控阵天线在星体的一个面上反复折叠，这样的折叠方式大大的增加了星体的外围包络面积，使得卫星的发射成本升高。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过在卫星底部设置收纳装置，并将相控阵天线以叠装的方式收纳在收纳装置内，实现了较小的包络面积，以解决现有技术中收纳较大天线时，存在包络尺寸较大的问题本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，包括星体、收纳装置与相控阵天线；所述收纳装置固定安装在星体的底端，收纳装置由装载壳体与顶板两个部分组成；所述离装载壳体内部底端面一段距离处还设一个隔板,隔板将装载壳体内部空间分为上下两个部分；所述装载壳体内部两端的壁面上分别设有限位凸起与限位槽口，在限位凸起与限位槽口的底端还分别设有一个伸出槽一与伸出槽二；所述伸出槽一的底端还设有喷气腔一,喷气腔一开口与隔板底部空间连通，与限位凸起同一侧的装载壳体的外端设有一个进气管一，进气管一一端与伸出槽一连通；所述伸出槽二的顶端还设有喷气腔二，喷气腔二开口与隔板顶部空间连通，与限位槽口同一侧的装载壳体的外端设有一个进气管二，进气管二一端与喷气腔二连通；所述装载壳体的顶端固定安装有顶板,顶板的表面上设有进气管三,进气管三一端与装载壳体内部连通；所述相控阵天线限位安装在装载壳体的内部，相控阵天线由多个天线嵌板一与一个天线嵌板二组成；天线嵌板二与天线嵌板一唯一的不同在于天线嵌板二的两端还设有高于天线嵌板二平面的凸块。
优选的，所述隔板受到的压力大于一个值后，隔板会断开与装载壳体内壁的固定并向下移动。
优选的，所述伸出槽一的下表面与隔板的上表面处于同一平面上，伸出槽二的下表面与隔板的下表面处于同一平面上，并且伸出槽一与伸出槽二都是从装载壳体外部贯穿至装载壳体内部的。
优选的，所述伸出槽一与伸出槽二的槽口高度小于相控阵天线的厚度。
优选的，所述进气管一、进气管二和进气管三的另一端均与星体内部的喷气装置连接。
优选的，所述天线嵌板一与天线嵌板二的长宽尺寸与装载壳体的内部空间相同，并且天线嵌板一与天线嵌板二的两端都设有卡块与卡槽。
优选的，所述卡块的底端还上有倒角。
优选的，所述卡块与卡槽内侧面均设有金属片。
本发明有益效果：
1、通过在卫星底部设置收纳装置，并将相控阵天线以叠装的方式收纳在收纳装置内，使得卫星的包络尺寸大大减小，并且可以叠装更长的相控阵天线，使得卫星的发射成本大大降低。
附图说明
图1为本发明的发射状态结构示意图。
图2为本发明的工作状态结构示意图。
图3为本发明中收纳装置的结构示意图
图4为本发明中收纳装置的部分结构半剖示意图。
图5为本发明中装载壳体的半剖结构示意图。
图6为本发明中装载壳体的第一状态示意图。
图7为本发明中装载壳体的第二状态示意图。
图8为本发明中天线嵌板一的结构示意图。
图9为本发明中天线嵌板二的结构示意图。
图10为本发明的叠装状态示意图。
图11为本发明的第一展开状态示意图。
图12为本发明的第二展开状态示意图。
图13为本发明的第三展开状态示意图。
图14为本发明的第四展开状态示意图。
图15为本发明的完全展开状态示意图。
图16为本发明的天线板完全展开状态示意图。
附图标记说明：
100、星体；200、收纳装置；210、装载壳体；211、隔板；212、限位凸起；213、限位槽口；214、伸出槽一；215、伸出槽二；216、喷气腔一；217、进气管一；218、喷气腔二；219、进气管二；220、顶板；221、进气管三；300、相控阵天线；310、天线嵌板一；311、卡块；312、卡槽；313、倒角；320、天线嵌板二；321、凸块。
具体实施方式
本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；
如图1、2所示，一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，包括：星体100、收纳装置200与相控阵天线300；
如图3到图9所示，所述收纳装置200固定安装在星体100的底端，收纳装置200由装载壳体210与顶板220两个部分组成，其中装载壳体210为一方形壳体结构，在离装载壳体210内部底端面一段距离处还设一个隔板211,隔板211将装载壳体210内部空间分为上下两个部分,并且当隔板211受到的压力大于一个值后，隔板211会断开与装载壳体210内壁的固定并向下移动，在装载壳体210内部两端的壁面上分别设有限位凸起212与限位槽口213，在限位凸起212与限位槽口213的底端还分别设有一个伸出槽一214与伸出槽二215，其中伸出槽一214的下表面与隔板211的上表面处于同一平面上，伸出槽二215的下表面与隔板211的下表面处于同一平面上，并且伸出槽一214与伸出槽二215都是从装载壳体210外部贯穿至装载壳体210内部的，且伸出槽一214与伸出槽二215的槽口高度小于相控阵天线300的厚度，在伸出槽一214的底端还设有喷气腔一216,喷气腔一216开口能够与隔板211底部空间连通，在与限位凸起212同一侧的装载壳体210的外端设有一个进气管一217，进气管一217一端与伸出槽一214连通，另一端与星体100内部的喷气装置连接，在伸出槽二215的顶端还设有喷气腔二218，喷气腔二218开口能够与隔板211顶部空间连通，在与限位槽口213同一侧的装载壳体210的外端设有一个进气管二219，进气管二219一端与喷气腔二218连通，另一端与星体100内部的喷气装置连接，在装载壳体210的顶端固定安装有顶板220,顶板220的表面上设有进气管三221,进气管三221一端与装载壳体210内部连通，另一端与星体100内部的喷气装置连接，壳体210的第一状态时，隔板211的顶部端面是与喷气腔一216底部端面平齐的，壳体210的第一状态如图6所示，当隔板211受到的压力大于一个值后，隔板211会断开与装载壳体210内壁的固定并向下移动，直到隔板211到达壳体210内部最底端后停止移动，此时为壳体210的第二状态，壳体210的第二状态时，隔板211的顶部端面是与伸出槽二215底部端面平齐的，壳体210的第二状态如图7所示；
所述相控阵天线300限位安装在装载壳体210的内部，相控阵天线300由多个天线嵌板一310与一个天线嵌板二320组成，其中天线嵌板一310与天线嵌板二320的长宽尺寸与装载壳体210的内部空间相同，并且天线嵌板一310与天线嵌板二320的两端都设有卡块311与卡槽312，卡块311的底端还上有倒角313，并且卡块311与卡槽312内侧面均设有金属片，当多个天线嵌板一310之间或天线嵌板一310与天线嵌板二320之间通过卡块311与卡槽312配合镶嵌在一起时，相邻卡块311之间能够通过金属片进行信号连通，天线嵌板二320与天线嵌板一310唯一的不同在于天线嵌板二320的两端还设有高于天线嵌板二320平面的凸块321，在叠装状态时，天线嵌板一310与天线嵌板二320还可通过其两端的卡块311与卡槽312和装载壳体210内部的限位凸起212与限位槽口213配合限位安装在装载壳体210内部，其中多个天线嵌板一310叠装在装载壳体210内部，天线嵌板二320叠装在最上端。
本发明工作原理：
当卫星发射时，多个天线嵌板一310与一个天线嵌板二320通过其两端的卡块311与卡槽312和装载壳体210内部的限位凸起212与限位槽口213配合限位安装在装载壳体210内部，其中多个天线嵌板一310叠装在装载壳体210下部，天线嵌板二320叠装在最上部，并且壳体210处于第一状态，叠装状态如图10所示，当卫星发射到指定轨道后，星体100内的喷气装置(图中未示出)将通过装载壳体210上的进气管二219将气体喷入到喷气腔二218内，然后气体通过喷气腔二218将位于装载壳体210内最下端的天线嵌板一310沿着伸出槽一214向右推出，由于伸出槽一214的槽口宽度略小于相控阵天线300的厚度，因此天线嵌板一310在沿着伸出槽一214伸出时会受到一定的摩擦阻力，当天线嵌板一310沿着伸出槽一214伸出到指定位置后，星体100内的喷气装置将停止向喷气腔二218内部喷气，由于隔板211与装载壳体210内最低端天线嵌板一310之间的气压减小，向右伸出的天线嵌板一310受到伸出槽一214的摩擦力将会停止运动，此时第一节天线嵌板一310完成展开，第一展开状态如图11所示，然后星体100内的喷气装置通过顶板220上的进气管三221将气体喷向装载壳体210内部，然后叠装在装载壳体210内部的天线嵌板一310与天线嵌板二320在气体的压力下开始向下移动，在最下端天线嵌板一310向下移动的过程中，最下端天线嵌板一310右端的卡槽312将逐渐嵌入到已经伸出的天线嵌板一310左端的卡块311内，当最下端的天线嵌板一310到达隔板211表面时，星体100内的喷气装置将停止向喷气腔二218内部喷气，最下端的天线嵌板一310停止移动，此时最下端的天线嵌板一310右端的卡槽312将完全嵌入到已经伸出的天线嵌板一310左端的卡块311内，然后星体100内的喷气装置继续将气体喷入喷气腔二218内，然后气压继续将位于装载壳体210内最下端的天线嵌板一310沿着伸出槽一214推出，直到天线嵌板一310到达指定位置后，喷气腔二218停止喷气，然后同理继续推出装载壳体210内的下一个天线嵌板一310，当沿着伸出槽一214向右伸出的天线嵌板一310达到指定数量时，壳体210停止向右推出天线嵌板一310，卫星完成第二展开状态，第二展开状态如图12所示，然后进气管三221开始喷气，装载壳体210内最底端的天线嵌板一310受到压力向下移动，当到达隔板211表面时，随着进气管三221继续喷气，装载壳体210内的天线嵌板一310受到的压力逐渐增大，当到达一定压力值后，最底端的天线嵌板一310将会把隔板211压开，使得隔板211与装载壳体210的内壁断开连接，并进一步将隔板211压入到装载壳体210内部最底端，当隔板211接触到装载壳体210内部底端时，进气管三221停止喷气，壳体210进入第二状态，此时最底端的天线嵌板一310正位于伸出槽二215的位置处，此时状态如图13所示，然后星体100内的喷气装置将通过进气管一217将气体喷入到喷气腔一216内，然后气体通过喷气腔一216将位于装载壳体210内最下端的天线嵌板一310沿着伸出槽二215向左推出，当天线嵌板一310沿着伸出槽二215伸出到指定位置后，星体100内的喷气装置将停止向喷气腔一216内部喷气，向左伸出的天线嵌板一310受到伸出槽二215的摩擦力将会停止运动，此时状态如图14所示，然后进气管三221继续向装载壳体210内喷气将下一个天线嵌板一310压入到隔板211上，然后同理推出下一个天线嵌板一310，当沿着伸出槽二215向左伸出的天线嵌板一310达到指定数量时，进气管三221喷气将最后一个天线嵌板二320压入到隔板211上，并将左右两边的天线嵌板一310嵌入连接，此时整个收纳装置200展开完毕，状态如图15与图16所示。
Claims (8)
1.一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，包括星体(100)、收纳装置(200)与相控阵天线(300)；其特征在于：所述收纳装置(200)固定安装在星体(100)的底端，收纳装置(200)由装载壳体(210)与顶板(220)两个部分组成；所述离装载壳体(210)内部底端面一段距离处还设一个隔板(211),隔板(211)将装载壳体(210)内部空间分为上下两个部分；所述装载壳体(210)内部两端的壁面上分别设有限位凸起(212)与限位槽口(213)，在限位凸起(212)与限位槽口(213)的底端还分别设有一个伸出槽一(214)与伸出槽二(215)；所述伸出槽一(214)的底端还设有喷气腔一(216),喷气腔一(216)开口与隔板(211)底部空间连通，与限位凸起(212)同一侧的装载壳体(210)的外端设有一个进气管一(217)，进气管一(217)一端与伸出槽一(214)连通；所述伸出槽二(215)的顶端还设有喷气腔二(218)，喷气腔二(218)开口与隔板(211)顶部空间连通，与限位槽口(213)同一侧的装载壳体(210)的外端设有一个进气管二(219)，进气管二(219)一端与喷气腔二(218)连通；所述装载壳体(210)的顶端固定安装有顶板(220),顶板(220)的表面上设有进气管三(221),进气管三(221)一端与装载壳体(210)内部连通；所述相控阵天线(300)限位安装在装载壳体(210)的内部，相控阵天线(300)由多个天线嵌板一(310)与一个天线嵌板二(320)组成；天线嵌板二(320)与天线嵌板一(310)唯一的不同在于天线嵌板二(320)的两端还设有高于天线嵌板二(320)平面的凸块(321)。
2.根据权利要求1所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述隔板(211)受到的压力大于一个值后，隔板(211)会断开与装载壳体(210)内壁的固定并向下移动。
3.根据权利要求1所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述伸出槽一(214)的下表面与隔板(211)的上表面处于同一平面上，伸出槽二(215)的下表面与隔板(211)的下表面处于同一平面上，并且伸出槽一(214)与伸出槽二(215)都是从装载壳体(210)外部贯穿至装载壳体(210)内部的。
4.根据权利要求1所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述伸出槽一(214)与伸出槽二(215)的槽口高度小于相控阵天线(300)的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述进气管一(217)、进气管二(219)和进气管三(221)的另一端均与星体(100)内部的喷气装置连接。
6.根据权利要求1所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述天线嵌板一(310)与天线嵌板二(320)的长宽尺寸与装载壳体(210)的内部空间相同，并且天线嵌板一(310)与天线嵌板二(320)的两端都设有卡块(311)与卡槽(312)。
7.根据权利要求6所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述卡块(311)的底端还上有倒角(313)。
8.根据权利要求6所述的一种星载合成孔径雷达相控阵天线层叠展开装置，其特征在于：所述卡块(311)与卡槽(312)内侧面均设有金属片。
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