CN201374388Y - 二维热变形自适应反射面的天线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二维热变形自适应反射面的天线装置。它涉及反射面天线领域中具有二维热变形自适应的反射面天线。它由无位移调整件、径位移调整件、周位移调整件、二维位移调整件、反射面单元、背架等部件组成。采用各调整组件将反射面单元的六个安装自由度确定，同时使半径和圆周二维方向的温差变形的自由度被释放，实现了铝质反射面与钢质背架之间温差变形的全自动适应。还具有结构简单、安装应力小、重量轻、易加工，调整方便等优点，特别适用于大口径、大温差环境、工作在高频段，尤其是天线口径大于25米、工作环境温差在50℃以上、工作频率在Ka频段以上的各种形式的反射面天线用作高精度反射面的调整组件制造。
Description
技术领域
本实用新型涉及反射面天线领域中的一种二维热变形自适应反射面的天线装置，特别适用于大口径、大温差工作环境、工作在高频段，尤其是天线口径大于25米、工作环境温差在50℃以上、工作频率在Ka频段以上的各种形式的反射面天线用作高精度主、副反射面的天线装置。
背景技术
工作在高频段的大型天线，其反射面精度(通常用表面均方根σ来描述)对电气指标有决定性的影响，在影响反射面精度σ的诸因素之中，工作环境温度的影响是突出的因素，天线口径大于25米、工作频率在Ka频段以上的高精度反射面天线，特别是目前在露天环境常用的钢材背架和铝材反射面天线，由于传统的方法采用的是诸如螺杆等组件直接硬连接的方法，不能协调钢材背架和铝材反射面单元之间由于钢、铝不同材料线膨胀系数而引起的变形差值，从而导致在大温差条件下热变形因素对反射面精度σ的明显恶化作用，迄今为止还没有可靠、有效、经济的方法能加以控制。
申请人申请的中国专利、申请号为200920101509.X、名称为《一种具有自动调节天线反射面热变形的天线装置》专利中，其公开了一种采用单自由度调整件和双自由度调整件组合进行不同材质间温差热变形自动调节的原理，进行天线反射面温度自适应调整的方法，该方法在每块反射面单元上，采用两个单自由度调整件和两个双自由度调整件的组合，使得在反射面单元的六个安装自由度确定的同时，反射面单元在半径方向温差变形的位移自由度和在圆周方向温差变形转动自由度被释放，从而大幅度地提高反射面单元温度变形的自适应性，大大地弱化了反射面的温差热变形，该方法既简单，又经济有效，但存在着反射面单元在圆周方向的温差变形的位移自由度没有被放开、温差变形不能自由释放的缺陷，因为反射面单元的温差变形位移是温差变形释放的主要方式，所以该方法导致在大温差条件下，热变形因素对反射面精度σ的影响还没有得到理想的消除。
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种二维热变形自适应反射面的天线装置，采用在每块反射面单元的非工作面的四个角部设置调整点：内调整点A、外调整点B、内调整点C、外调整点D，内调整点A和外调整点B在同一半径方向，内调整点C和外调整点D在同一半径方向，在调整点上分别对应安装无位移调整件、径位移调整件、周位移调整件、二维位移调整件，组合成整体安装时定位确定、半径和圆周二维方向的温差变形的位移自由度放开的调整装置，进行天线反射面温度全自动适应调整。本实用新型还具有结构简单、安装应力小、重量轻、易加工、价格成本低廉，性能稳定可靠等特点。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型它包括无位移调整座(5)、无位移轴(9)、十字轴块(18)、调整螺杆(13)构成的无位移调整件(1)；由径位移调整座(6)、径位移轴(10)、十字轴块(18)、无位移轴(9)、调整螺杆(13)构成的径位移调整座(2)；由周位移调整座(7)、内周位移轴(11)、十字轴块(18)、无位移轴(9)、调整螺杆(13)构成的周位移调整件(3)；由径位移调整座(6)、径位移轴(10)、宽十字轴块(8)、外周位移轴(12)、调整螺杆(13)构成二维位移调整件(4)，还包括天线反射面单元(16)、反射面背架(17)、标准件(14)、大标准件(15)；在反射面单元(16)的非工作面的四个角部设置调整点，反射面单元靠近天线反射面中心一侧的两个调整点分别为内调整点A、内调整点C，反射面单元远离天线反射面中心一侧的两个调整点分别为外调整点B、外调整点D，内调整点A和外调整点B设置在同一半径方向，内调整点C和外调整点D设置在同一半径方向；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在无位移调整座(5)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成无位移调整件(1)；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成径位移调整件(2)；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过内周位移轴(11)、用标准件(14)固定安装在周位移调整座(7)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成周位移调整件(3)；
所述的宽十字轴块(8)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过外周位移轴(12)、用标准件(14)固定安装在宽十字轴块(8)双支臂的内、外支臂间，组装成二维位移调整件(4)；
无位移调整件(1)用胶粘接安装在反射面单元(16)内调整点A 上，与无位移调整座(5)相配合的无位移轴(9)的轴线与天线反射面的半径方向一致；
径位移调整件(2)用胶粘接安装在反射面单元(16)外调整点B上，径位移轴(10)的轴线与天线反射面的半径方向一致；
周位移调整件(3)用胶粘接安装在反射面单元(16)内调整点C上，内周位移轴(11)的轴线与天线反射面的半径方向垂直；
二维位移调整件(4)用胶粘接安装在反射面单元(16)外调整点D上，径位移轴(10)的轴线与天线反射面的半径方向一致，外周位移轴(12)的轴线与天线反射面的半径方向垂直；
安装有无位移调整件(1)、径位移调整件(2)、周位移调整件(3)、二维位移调整件(4)的反射面单元(16)通过各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆端、用大标准件(15)安装到天线背架(17)相应位置的调整板上，分别调整各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆高度，使反射面单元(16)位置达到预置高度，组装成二维热变形自适应反射面的天线装置。
本实用新型十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸、十字轴块(18)内、外支臂间距尺寸、调整螺杆(13)的配合厚度尺寸均为Y；无位移调整座(5)的内、外支臂间距尺寸为X1，使X1＝Y；
径位移调整座(6)的内、外支臂间距尺寸X2为十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸Y与ΔL2之和，即：X2＝Y+ΔL2
式中：ΔL2＝L2×Δt(α1-α2)
其中：L2为反射面单元的径向公称尺寸，单位为毫米；Δt为工作温差，单位为℃；α1为反射面单元的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1；α2为背架的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1
周位移调整座(7)的内、外支臂间距尺寸X3为十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸Y与ΔL3之和，即：X3＝Y+ΔL3
式中：ΔL3＝L3×Δt(α1-α2)
其中L3为反射面单元的内端圆周方向尺寸，单位为毫米；
宽十字轴块(8)的单支臂配合厚度尺寸与调整螺杆(13)的配合厚度尺寸相等，均为Y。宽十字轴块(8)内、外支臂间距尺寸X4为调整螺杆(13)的配合厚度尺寸Y与ΔL4之和，即：X4＝Y+ΔL4
式中：ΔL4＝L4×Δt(α1-α2)
其中L4为反射面单元的外端圆周方向尺寸，单位为毫米。
本实用新型十字轴块(18)的单支臂与径位移调整座(6)的内支臂的间隙尺寸为W1，与外支臂的间隙尺寸为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1
式中：W1、W2的单位为毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t为调整时的环境温度，t1至t2为环境温差，单位为℃；
十字轴块(18)的单支臂与周位移调整座(7)的内支臂的间隙尺寸为W3，与外支臂的间隙尺寸为W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W3/W4＝Δt2/Δt1；
宽十字轴块(8)的单支臂与径位移调整座(6)的内支臂的间隙尺寸为W1，与外支臂的间隙尺寸为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1；
调整螺杆(13)与宽十字轴块(8)的内支臂的间隙尺寸为W5，与外支臂的间隙尺寸为W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W5/W6＝Δt2/Δt1。
本实用新型与背景技术相比具有如下优点：
1.本实用新型克服了中国专利申请号为200920101509.X、名称为《一种具有自动调节天线反射面热变形的天线装置》专利中采用两个单自由度调整件和两个双自由度调整件的组合，反射面单元的温差变形的位移自由度仅在半径方向被释放的制造方法的不足，本实用新型采用了无位移调整件1、径位移调整件2、周位移调整件3、二维位移调整件4组合，使在半径和圆周二维方向的温差变形的位移自由度均被释放，实现不同材质的反射面单元与背架之间的温差热变形全自动适应，其特点是既保持了《一种具有自动调节天线反射面热变形的天线装置》专利中的优点，同时又大大提高了温差热变形的全自动适应性能，消除了大温差条件下热变形因素对反射面精度σ的影响，提供了迄今为止更有效、更经济的温差热变形的全自动适应方法。
2.本实用新型各个调整组件上设置了十字轴块18零件，具有万向轴节功能，能有效减小反射面单元16调整应力和变形，使调整组件与反射面单元16之间的连接力学性能优化，提高反射面的总装精度。
3.本实用新型通过调整组件同时解除外调整点B和外调整点D在天线反射面半径方向的位移约束、解除内调整点C和外调整点D在天线反射面圆周方向的位移约束的方法，来实现不同材质的反射面和背架之间的温差变形全自行适应的功能。具有结构简单、重量轻、易加工，调整方便、性能稳定可靠、价格成本低廉等优点。
附图说明
图1是本实用新型最佳实施例的安装结构示意图。
图1-1是本实用新型反射面单元16的内调整点A、内调整点C、外调整点B、外调整点D的位置示意图。
图1-2是本实用新型图1-1中的E-E剖视图，图中所示为无位移调整件1、径位移调整件2的安装示意图。
图1-3是本实用新型图1-1中的F-F剖视图，图中所示为周位移调整件3、二维位移调整件4的安装示意图。
图1-4是本实用新型图1-2中局部I的无位移调整件1的放大安装结构示意图。
图1-5是本实用新型图1-2中局部II的径位移调整件2的放大安装结构示意图。
图1-6是本实用新型图1-3中局部III的周位移调整件3的安装放大结构示意图。
图1-7是本实用新型图1-3中局部IV的二维位移调整件4的安装放大结构示意图。
图2是本实用新型无位移调整件1、径位移调整件2、周位移调整件3、二维位移调整件4的装配关系结构示意图。
图2-1是本实用新型无位移调整件1的装配关系结构示意图。
图2-2是本实用新型图2-1无位移调整件1的G-G剖视图。
图2-3是本实用新型径位移调整件2的装配关系结构示意图。
图2-4是本实用新型图2-3径位移调整件2的H-H剖视图。
图2-5是本实用新型周位移调整件3的装配关系结构示意图。
图2-6是本实用新型图2-5周位移调整件3的J-J剖视图。
图2-7是本实用新型二维位移调整件4的装配关系结构示意图。
图2-8是本实用新型图2-7二维位移调整件4的K-K剖视图。
图1、图2中，1为无位移调整件、2为径位移调整件、3为周位移调整件、4为二维位移调整件、5为无位移调整座、6为径位移调整座、7为周位移调整座、8为宽十字轴块、9为无位移轴、10为径位移轴、11为内周位移轴、12为外周位移轴、13为调整螺杆、14为标准件、15为大标准件、16为反射面单元、17为天线背架、18为十字轴块18。
具体实施方式
参照图1、图2，实用新型采用在每块反射面单元的非工作面的四个角部设置调整点：内调整点A、外调整点B、内调整点C、外调整点D，内调整点A和外调整点B在同一半径方向，内调整点C和外调整点D在同一半径方向，在调整点上分别对应安装无位移调整件1、径位移调整件2、周位移调整件3、二维位移调整件4，组合成整体安装时定位确定、半径和圆周二维方向的温差变形的位移自由度放开的调整装置，进行天线反射面温度全自动适应调整。
本实用新型由无位移调整座5、无位移轴9、十字轴块18、调整螺杆13构成的无位移调整件1，由径位移调整座6、径位移轴10、十字轴块18、无位移轴9、调整螺杆13构成的径位移调整件2，由周位移调整座7、内周位移轴11、十字轴块18、无位移轴9、调整螺杆13构成的周位移调整件3，由径位移调整座6、径位移轴10、宽十字轴块8、外周位移轴12、调整螺杆13构成二维位移调整件4，标准件14，大标准件15，天线反射面单元16，反射面背架17，如图1所示，图1是本实用新型最佳实施例的安装结构示意图。
图1-1是本实用新型反射面单元16的内调整点A、内调整点C、外调整点B、外调整点D的位置示意图。图1-2是本实用新型图1-1中的E-E剖视图，图中所示为无位移调整件1、径位移调整件2的安装示意图。图1-3是本实用新型图1-1中的F-F剖视图，图中所示为周位移调整件3、二维位移调整件4的安装示意图。图1-4是本实用新型图1-2中局部I的无位移调整件1的放大安装结构示意图。图1-5是本实用新型图1-2中局部II的径位移调整件2的放大安装结构示意图。图1-6是本实用新型图1-3中局部III的周位移调整件3的安装放大结构示意图。图1-7是本实用新型图1-3中局部IV的二维位移调整件4的安装放大结构示意图。图2是本实用新型无位移调整件1、径位移调整件2、周位移调整件3、二维位移调整件4的装配关系结构示意图。图2-1是本实用新型无位移调整件1的装配关系结构示意图。图2-2是本实用新型图2-1无位移调整件1的G-G剖视图。图2-3是本实用新型径位移调整件2的装配关系结构示意图。图2-4是本实用新型图2-3径位移调整件2的H-H剖视图。图2-5是本实用新型周位移调整件3的装配关系结构示意图。图2-6是本实用新型图2-5周位移调整件3的J-J剖视图。图2-7是本实用新型二维位移调整件4的装配关系结构示意图。图2-8是本实用新型图2-7二维位移调整件4的K-K剖视图。
本实用新型十字轴块(18)单支臂端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在无位移调整座(5)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成无位移调整件(1)，如图1-4、图2-1、图2-2所示。其作用是约束反射面单元在天线反射面半径和圆周两个方向的位移自由度，确定了反射面与背架之间结构的基本相对位置。安装时，无位移调整座5的内支臂为靠近天线反射面中心一侧的支臂，外支臂为远离天线反射面中心一侧的支臂。十字轴块18的内支臂为靠近反射面单元半径方向中心线的支臂，外支臂为远离反射面单元半径方向中心线的支臂。
实施例本实用新型无位移调整座5、无位移轴9、十字轴块18、调整螺杆13采用不锈钢1Cr18Ni9Ti材料机加工自制而成，标准件14采用市售不锈钢1Cr18Ni9Ti材料标准件制造。十字轴块18的单支臂配合厚度尺寸、十字轴块18内、外支臂间距尺寸、调整螺杆13的轴孔端配合厚度尺寸均取14毫米；无位移调整座5的内、外支臂间距尺寸也为14毫米，即Y＝14毫米。
本实用新型十字轴块(18)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成径位移调整件(2)，如图1-5、图2-3、图2-4所示。其作用是和无位移调整件1组合约束反射面单元在圆周方向的安装位移自由度，并释放反射面单元在半径方向的温差位移变形自由度。安装时，径位移调整座6的内支臂为靠近天线反射面中心一侧的支臂，外支臂为远离天线反射面中心一侧的支臂。
实施例本实用新型径位移调整座6、径位移轴10、十字轴块18、无位移轴9、调整螺杆13采用不锈钢1Cr18Ni9Ti材料机加工自制而成，标准件14采用市售不锈钢1Cr18Ni9Ti材料标准件制造。径位移调整座6的内、外支臂间距尺寸X2＝Y+ΔL2＝14+1.656＝15.656毫米。
本实用新型十字轴块(18)单支臂端通过内周位移轴(11)、用标准件(14)固定安装在周位移调整座(7)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成周位移调整件(3)，如图1-6、图2-5、图2-6所示。其作用是和无位移调整件1组合约束反射面单元在半径方向的安装位移自由度，并释放反射面单元在圆周方向的温差位移变形自由度。安装时，周位移调整座7的内支臂为靠近反射面单元半径方向中心线的支臂，外支臂为远离反射面单元半径方向中心线的支臂。
实施例本实用新型周位移调整座7、内周位移轴11、十字轴块18、无位移轴9、调整螺杆13采用不锈钢1Cr18Ni9Ti材料机加工自制而成，标准件14采用市售不锈钢1Cr18Ni9Ti材料标准件制造。周位移调整座7的内、外支臂间距尺寸X3＝Y+ΔL3＝14+0.72＝14.72毫米。
本实用新型宽十字轴块(8)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过外周位移轴(12)、用标准件(14)固定安装在宽十字轴块(8)双支臂的内、外支臂间，组装成二维位移调整件(4)，如图1-7、图2-7、图2-8所示。其作用是释放反射面单元在半径和圆周方向的温差位移变形自由度，与径位移调整件2组合适应反射面单元在半径方向的温差热变形，与周位移调整件3组合适应反射面单元在圆周方向的温差热变形。安装时，宽十字轴块8的内支臂为靠近反射面单元半径方向中心线的支臂，外支臂为远离反射面单元半径方向中心线的支臂。
实施例本实用新型径位移调整座6、径位移轴10、宽十字轴块8、外周位移轴12、调整螺杆13采用不锈钢1Cr18Ni9Ti材料机加工自制而成，标准件14采用市售不锈钢1Cr18Ni9Ti材料标准件制造。宽十字轴块8的单支臂配合厚度尺寸与调整螺杆13的轴孔端配合厚度尺寸相等，均取14毫米，宽十字轴块8的内、外支臂间距尺寸X4＝Y+ΔL4＝14+1.08＝15.08毫米。
本实用新型无位移调整件1安装在反射面单元16的内调整点A上，与无位移调整座5相配合的无位移轴9的轴线与天线反射面的半径方向一致如图1-1、图1-2所示。
实施例本实用新型无位移调整件1在反射面单元16的内调整点A的安装，采用133号胶粘接进行固定。
本实用新型径位移调整件2安装在反射面单元16的外调整点B上，径位移轴10的轴线与天线反射面的半径方向一致，如图1-1、图1-2所示。
实施例本实用新型径位移调整件2在反射面单元16的外调整点B的安装，采用133号胶粘接进行固定。
周位移调整件3安装在反射面单元16的内调整点C上，内周位移轴11的轴线与天线反射面的半径方向垂直，如图1-1、图1-3所示。
实施例本实用新型周位移调整件3在反射面单元16的内调整点C的安装，采用133号胶粘接进行固定。
二维位移调整件4安装在反射面单元16的外调整点D上，径位移轴10的轴线与天线反射面的半径方向一致，外周位移轴12的轴线与天线反射面的半径方向垂直，如图1-1、图1-3所示。
实施例本实用新型二维位移调整件4在反射面单元16的外调整点D的安装，采用133号胶粘接方法进行固定。
安装有无位移调整件(1)、径位移调整件(2)、周位移调整件(3)、二维位移调整件(4)的反射面单元(16)通过各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆端、用大标准件(15)安装到天线背架(17)相应位置的调整板上，其作用是各个调整件组合约束反射面单元在反射面单元的法线方向的安装位移自由度。分别调整各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆高度，使反射面单元(16)位置达到预置高度，其作用是各个调整件组合约束反射面单元六个安装自由度，同时释放反射面单元在天线反射面的半径和圆周方向的温差位移变形自由度，进行天线反射面温度自适应调整，如图1-2、图1-3所示。将多块反射面单元16拼装成天线整体反射面，组装成二维热变形自适应反射面的天线装置，
实施例大标准件15采用市售不锈钢1Cr18Ni9Ti材料标准件制造。
本实用新型十字轴块18的单支臂配合厚度尺寸、十字轴块18内、外支臂间距尺寸、调整螺杆13的配合厚度尺寸均取14毫米；无位移调整座5的内、外支臂间距尺寸也为14毫米，即Y＝14毫米。
本实用新型根据材料线膨胀公式ΔL＝L×Δt(α1-α2)，分别计算反射面单元16与天线背架17在工作温差下的半径方向温差变形量的差值为ΔL2、内端圆周方向温差变形量的差值为ΔL3、外端圆周方向温差变形量的差值为ΔL4，其中L分别取反射面单元16的半径方向尺寸为L2、内端圆周方向尺寸为L3、外端圆周方向尺寸为L4作为计算公称尺寸：
ΔL和L单位均为毫米
Δt为工作温差，单位为℃
α1为反射面单元的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1
α2为背架的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1。
实施例本实用新型L的取值分别为：反射面单元16的半径方向尺寸L2为2300毫米，内端圆周方向尺寸L3为1000毫米，外端圆周方向尺寸L4为1500毫米，Δt取60℃，铝质反射面的α1取23.0×10-6℃-1，钢质背架的α2取11.0×10-6℃-1
所以依据ΔL＝L×Δt(α1-α2)
则：ΔL2＝2300×60×(23.0×10-6-11.0×10-6)
＝1.656毫米
ΔL3＝1000×60×(23.0×10-6-11.0×10-6)
＝0.72毫米
ΔL4＝1500×60×(23.0×10-6-11.0×10-6)
＝1.08毫米。
就是说，在60℃的温差范围内，反射面单元16在天线反射面半径方向温差变形与背架的温差变形差值为1.656毫米，在内端的圆周方向为0.72毫米，在外端的圆周方向为1.08毫米，所以径位移调整座6的内、外支臂间距尺寸X2＝Y+ΔL2＝14+1.656＝15.656毫米，周位移调整座7的内、外支臂间距尺寸X3＝Y+ΔL3＝14+0.72＝14.72毫米，宽十字轴块8的内、外支臂间距尺寸X4＝Y+ΔL4＝14+1.08＝15.08毫米。
本实用新型十字轴块18的单支臂与径位移调整座6的内支臂的间隙为W1，与外支臂的间隙为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1
式中：W1、W2的单位为毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t为调整时的环境温度，t1至t2为环境温差，单位为℃；
取t1＝-10℃，t2＝50℃，t＝20℃
则Δt1＝t-t1＝20+10＝30℃
Δt2＝t2-t＝50-20＝30℃
因为ΔL2＝W1+W2＝1.656
所以W1＝ΔL2-W2，代入式W1/W2＝Δt2/Δt1
得W1＝W2＝0.828毫米。
W1＝0.828毫米是为了适应环境温度从20℃至50℃的变化而为反射面单元在半径方向留出的温差变形位移，W2＝0.828毫米是为了适应环境温度从20℃至-10℃的变化而为反射面单元在半径方向留出的温差变形位移。
因此，实施例本实用新型径位移调整件2安装在反射面单元16外调整点B时，要满足W1＝W2＝0.828毫米的要求。
本实用新型十字轴块18的单支臂与周位移调整座7的内支臂的间隙为W3，与外支臂的间隙为W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W3/W4＝Δt2/Δt1。
因为ΔL3＝W3+W4＝0.72
所以按上述方法和式W3/W4＝Δt2/Δt1
得W3＝W4＝0.36毫米。
W3＝0.36毫米是为了适应环境温度从20℃至50℃的变化而为反射面单元在内端圆周方向留出的温差变形位移，W4＝0.36毫米是为了适应环境温度从20℃至-10℃的变化而为反射面单元在内端圆周方向留出的温差变形位移。
因此，实施例本实用新型周位移调整件3安装在反射面单元16内调整点C时，要满足W3＝W4＝0.36毫米的要求。
本实用新型宽十字轴块8的单支臂与径位移调整座6的内支臂的间隙为W1，与外支臂的间隙为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元16调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1。
调整螺杆13与宽十字轴块8的内支臂的间隙为W5，与外支臂的间隙为W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6与反射面单元16调整时的环境温度相关，满足下式：W5/W6＝Δt2/Δt1。
宽十字轴块8与径位移调整座6的内、外支臂之间的关系与径位移调整件2的调整螺杆13与径位移调整座6的关系相同，即W1＝W2＝0.828毫米。
W1＝0.828毫米是为了适应环境温度从20℃至50℃的变化而为反射面单元在半径方向留出的温差变形位移，W2＝0.828毫米是为了适应环境温度从20℃至-10℃的变化而为反射面单元在半径方向留出的温差变形位移。
因为ΔL4＝W5+W6＝1.08
所以按上述方法和式W5/W6＝Δt2/Δt1
得W5＝W6＝0.54毫米。
W5＝0.54毫米是为了适应环境温度从20℃至50℃的变化而为反射面单元在外端圆周方向留出的温差变形位移，W6＝0.54毫米是为了适应环境温度从20℃至-10℃的变化而为反射面单元在外端圆周方向留出的温差变形位移。
本实用新型实施例天线背架17在附图1-1中的结构示意作用不明显，图1-1中没有标出，使调整组件在四个调整点安装示意更清晰。
Claims (3)
1.一种二维热变形自适应反射面的天线装置，它包括天线反射面单元(16)、反射面背架(17)、标准件(14)、大标准件(15)，其特征在于：还包括由无位移调整座(5)、无位移轴(9)、十字轴块(18)、调整螺杆(13)构成的无位移调整件(1)；由径位移调整座(6)、径位移轴(10)、十字轴块(18)、无位移轴(9)、调整螺杆(13)构成的径位移调整座(2)；由周位移调整座(7)、内周位移轴(11)、十字轴块(18)、无位移轴(9)、调整螺杆(13)构成的周位移调整件(3)；由径位移调整座(6)、径位移轴(10)、宽十字轴块(8)、外周位移轴(12)、调整螺杆(13)构成二维位移调整件(4)；在反射面单元(16)的非工作面的四个角部设置调整点，反射面单元靠近天线反射面中心一侧的两个调整点分别为内调整点A、内调整点C，反射面单元远离天线反射面中心一侧的两个调整点分别为外调整点B、外调整点D，内调整点A和外调整点B设置在同一半径方向，内调整点C和外调整点D设置在同一半径方向；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在无位移调整座(5)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成无位移调整件(1)；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成径位移调整件(2)；
所述的十字轴块(18)单支臂端通过内周位移轴(11)、用标准件(14)固定安装在周位移调整座(7)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过无位移轴(9)、用标准件(14)固定安装在十字轴块(18)双支臂的内、外支臂间，组装成周位移调整件(3)；
所述的宽十字轴块(8)单支臂端通过径位移轴(10)、用标准件(14)固定安装在径位移调整座(6)的内、外支臂间，调整螺杆(13)轴孔端通过外周位移轴(12)、用标准件(14)固定安装在宽十字轴块(8)双支臂的内、外支臂间，组装成二维位移调整件(4)；
无位移调整件(1)用胶粘接安装在反射面单元(16)内调整点A上，与无位移调整座(5)相配合的无位移轴(9)的轴线与天线反射面的半径方向一致；
径位移调整件(2)用胶粘接安装在反射面单元(16)外调整点B上，径位移轴(10)的轴线与天线反射面的半径方向一致；
周位移调整件(3)用胶粘接安装在反射面单元(16)内调整点C上，内周位移轴(11)的轴线与天线反射面的半径方向垂直；
二维位移调整件(4)用胶粘接安装在反射面单元(16)外调整点D上，径位移轴(10)的轴线与天线反射面的半径方向一致，外周位移轴(12)的轴线与天线反射面的半径方向垂直；
安装有无位移调整件(1)、径位移调整件(2)、周位移调整件(3)、二维位移调整件(4)的反射面单元(16)通过各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆端、用大标准件(15)安装到天线背架(17)相应位置的调整板上，分别调整各个调整件的调整螺杆(13)的螺杆高度，使反射面单元(16)位置达到预置高度，组装成二维热变形自适应反射面的天线装置。
2.根据权利要求1所述的二维热变形自适应反射面的天线装置，其特征在于：
十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸、十字轴块(18)内、外支臂间距尺寸、调整螺杆(13)的配合厚度尺寸均为Y；无位移调整座(5)的内、外支臂间距尺寸为X1，使X1＝Y；
径位移调整座(6)的内、外支臂间距尺寸X2为十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸Y与ΔL2之和，即：X2＝Y+ΔL2
式中：ΔL2＝L2×Δt(α1-α2)
其中：L2为反射面单元的径向公称尺寸，单位为毫米；Δt为工作温差，单位为℃；α1为反射面单元的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1；α2为背架的材料线膨胀系数，单位为10-6℃-1；
周位移调整座(7)的内、外支臂间距尺寸X3为十字轴块(18)的单支臂配合厚度尺寸Y与ΔL3之和，即：X3＝Y+ΔL3
式中：ΔL3＝L3×Δt(α1-α2)
其中L3为反射面单元的内端圆周方向尺寸，单位为毫米；
宽十字轴块(8)的单支臂配合厚度尺寸与调整螺杆(13)的配合厚度尺寸相等，均为Y。宽十字轴块(8)内、外支臂间距尺寸X4为调整螺杆(13)的配合厚度尺寸Y与ΔL4之和，即：X4＝Y+ΔL4
式中：ΔL4＝L4×Δt(α1-α2)
其中L4为反射面单元的外端圆周方向尺寸，单位为毫米。
3.根据权利要求1所述的二维热变形自适应反射面的天线装置，其特征在于：
十字轴块(18)的单支臂与径位移调整座(6)的内支臂的间隙尺寸为W1，与外支臂的间隙尺寸为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1
式中：W1、W2的单位为毫米，Δt1＝t-t1，Δt2＝t2-t，t为调整时的环境温度，t1至t2为环境温差，单位为℃；
十字轴块(18)的单支臂与周位移调整座(7)的内支臂的间隙尺寸为W3，与外支臂的间隙尺寸为W4，W3+W4＝ΔL3，W3/W4与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W3/W4＝Δt2/Δt1；
宽十字轴块(8)的单支臂与径位移调整座(6)的内支臂的间隙尺寸为W1，与外支臂的间隙尺寸为W2，W1+W2＝ΔL2，W1/W2与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W1/W2＝Δt2/Δt1；
调整螺杆(13)与宽十字轴块(8)的内支臂的间隙尺寸为W5，与外支臂的间隙尺寸为W6，W5+W6＝ΔL4，W5/W6与反射面单元(16)调整时的环境温度相关，满足下式：W5/W6＝Δt2/Δt1。
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|---|---|---|---|---|
| CN105552567A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 上海复合材料科技有限公司 | 天线反射面及其制备方法 |
| WO2023087399A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种无源自运动结构设计方法及低温温控开关 |
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2009
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