CN211905668U - 一种星载sar雷达s波段天线的收放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置，第一拉簧固定端和第二拉簧固定端对称钩在卫星本体上，第一拉簧活动端钩在第一C形卡尾部，第二拉簧活动端钩在第二C形卡尾部，对称的第一C形卡后半段和第二C形卡后半段经由同一C形卡销轴铰接在卫星本体上，C形卡销轴轴线与第一伺服电机轴线相互垂直且交叉，第一C形卡前半段和第二C形卡前半段所组成的弧形卡紧面的轴心穿过第一伺服电机轴线与第二伺服电机轴线的交叉点；由于采用了对称设置的拉簧和C形卡，结合双伺服电机，克服或减缓了用火箭发送卫星到预定轨道的高速运动过程中产生的惯性力和后推力，保护了S波段天线及其俯仰角调节组件不受到损坏，且收放稳定，可靠性高。

Description

一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置

技术领域

本实用新型涉及星载SAR雷达S波段天线领域，尤其涉及的是一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置。

背景技术

随着空间技术的发展，轻质量、高收纳率、高可靠性的空间可展开天线，已成为航天科技的重要研究领域，而可展开天线的结构创新设计及其可行性验证分析等基础问题的研究又是其中重要的内容。

本设计针对运行在地球800Km轨道、卫星轨道倾角20°~50°的S波段SAR雷达，为了应对运载火箭卫星收容仓直径尺寸小于4m的要求，需要对卫星各天线模块进行折叠收藏设计，还要保证SAR雷达C波段天线、S波段天线和Ku波段天线俯仰方位的指向精度。

如图1和图2所示，图1是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例一侧的立体图，图2是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例另一侧的立体图，为了更清楚地展示载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例组成，图1和图2所示，对载有SAR雷达S波段天线的卫星两侧处于展开状态的太阳能电池板均进行了截断处理；展开后长11.5m宽2m的太阳能电池板120对称设置在卫星本体110后半段的两侧，太阳能电池板120所在卫星本体110的侧壁上对称设置有太阳能电池板收叠仓盖板121；卫星本体110的头部为SAR雷达C波段天线210；卫星变轨肼燃料推进系统130及其推进尾管131位于卫星本体110的尾部；卫星本体110后端和前端的两侧分别对称设置有氮气姿态控制系统140；而(氮气﹑肼燃料﹑肼燃料助燃剂的)储罐150均位于卫星本体110的后半段，并位于卫星本体110后端氮气姿态控制系统140与太阳能电池板120之间；在卫星本体110中部一侧的侧壁上设置有干涉仪220和俯仰角±20°的Ka波段1500mm抛物线天线(简称Ka波段天线，下同)230；俯仰角+20°/-15°的S波段700mm抛物线天线(简称S波段天线，下同)240、激光反射机250、卫星多普勒定轨定位系统260均位于卫星本体110中部另一侧的侧壁上；在卫星本体110前半段设置有SAR服务系统270，SAR服务系统270位于SAR雷达C波段天线210与S波段天线240之间；SAR服务系统270所在卫星本体110的侧壁上设置有微波辐射计280；卫星本体110后部的侧壁上还设置有高级延轨跟踪扫描辐射计290，高级延轨跟踪扫描辐射计290位于(氮气﹑肼燃料﹑肼燃料助燃剂的)储罐150与太阳能电池板120之间。

由于星载SAR雷达所处的空间环境的特殊性及恶劣的环境条件，并要求长寿命、高可靠性、体积小、重量轻、天线阵面板间间隙及平整度和热变形都要小，因此对热设计、抗辐射、电磁兼容设计、天线机构的展开和锁定等均有苛刻的要求，从而需解决一系列的结构关键技术。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其S波段天线收放稳定，可靠性高。

本实用新型的技术方案如下：一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置，在卫星本体的侧壁上设置有S波段天线的收藏仓，激光反射机和卫星多普勒定轨定位系统并排设置在所述收藏仓朝向太阳能电池板一侧的周边；该S波段天线的收放装置包括：在S波段天线处于展开或收拢的状态下均位于收藏仓内部的第一拉簧、第一C形卡、第二拉簧、第二C形卡、第一伺服电机和第二伺服电机；其中，

所述S波段天线及其俯仰角调节组件均安装在第二伺服电机的传动件之上，用于在第二伺服电机及其传动件的驱动下，使S波段天线及其俯仰角调节组件均绕第二伺服电机的轴线转动；所述第二伺服电机及其传动件均安装在第一伺服电机的传动件之上，用于在第一伺服电机及其传动件的驱动下，使S波段天线及其俯仰角调节组件和第二伺服电机及其传动件均绕第一伺服电机的轴线转动；

所述第一伺服电机的轴线平行太阳能电池板的展开方向，所述第二伺服电机的轴线与卫星变轨肼燃料推进系统推进尾管的轴线相平行，所述第一伺服电机的轴线与第二伺服电机的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧的固定端和第二拉簧的固定端均钩挂在卫星本体上，所述第一拉簧的活动端钩挂在第一C形卡的尾部，所述第二拉簧的活动端钩挂在第二C形卡的尾部，所述第一C形卡的后半段和第二C形卡的后半段均经由同一C形卡销轴铰接在卫星本体上，所述C形卡销轴的轴线与第一伺服电机的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧和第二拉簧对称设置在由C形卡销轴轴线和第一伺服电机轴线所构成的虚拟平面两侧，所述第一C形卡和第二C形卡也对称设置在该虚拟平面两侧，且所述第一C形卡前半段和第二C形卡前半段所组成的弧形卡紧面的轴心穿过第一伺服电机轴线与第二伺服电机轴线的交叉点。

所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其中：该S波段天线的俯仰角调节组件包括固定杆、球头器、法兰座、转接杆、推拉杆和气缸；其中，所述固定杆的后端固定在第二伺服电机的传动件之上，所述球头器的固定端安装在固定杆的前端，所述S波段天线经由所述法兰座吊装在球头器的摆动端，所述法兰座两侧对称固定有连接杆，两连接杆的上端之间横向连接有一横轴，所述转接杆的前端铰接在该横轴之上，所述转接杆的后端与推拉杆的前端相铰接，所述推拉杆的后端与气缸的活塞杆前端相铰接，所述气缸安装在第二伺服电机的传动件之上。

所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其中：所述转接杆的长度范围设置在推拉杆长度的十四分之一到十五分之一之间。

所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其中：所述固定杆的中部还固定有用于支撑和限制气缸的活塞杆在其中滑动的导套块。

本实用新型所提供的一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置，由于采用了对称设置的拉簧和C形卡，结合双伺服电机，克服或减缓了用火箭发送卫星到预定轨道的高速运动过程中产生的惯性力和后推力，保护了S波段天线及其俯仰角调节组件不受到损坏，且收放稳定，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例一侧的立体图；

图2是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例另一侧的立体图；

图3是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例位于S波段天线的局部放大侧视图；

图4是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例位于S波段天线一侧的局部放大视图；

图5是本实用新型星载SAR雷达S波段天线收放装置实施例的整体结构图；

图6是本实用新型图5中局部A处的放大图；

图7是本实用新型图5中局部B处的放大图；

图中标号汇总：卫星本体110、(S波段天线240的)收藏仓111、太阳能电池板120、太阳能电池板收叠仓盖板121、卫星变轨肼燃料推进系统130、推进尾管131、氮气姿态控制系统140、(氮气﹑肼燃料﹑肼燃料助燃剂的)储罐150、SAR雷达C波段天线210、干涉仪220、Ka波段天线230、S波段天线240、激光反射机250、卫星多普勒定轨定位系统260、SAR服务系统270、微波辐射计280、高级延轨跟踪扫描辐射计290、第一拉簧310、第二拉簧320、第一C形卡330、第二C形卡340、第一伺服电机350、第二伺服电机360、(第一伺服电机350的)传动件370、(第二伺服电机360的)传动件380、C形卡销轴390、固定杆410、球头器420、法兰座430、转接杆440、推拉杆450、气缸460、活塞杆461、连接杆470、横轴480、导套块490。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

结合图3和图4所示，图3是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例位于S波段天线的局部放大侧视图，图4是本实用新型载有SAR雷达S波段天线的卫星实施例位于S波段天线一侧的局部放大正视图；在卫星本体110的侧壁上设置有S波段天线240的收藏仓111，激光反射机250和卫星多普勒定轨定位系统260并排设置在所述收藏仓111朝向图1或图2太阳能电池板120一侧的周边，微波辐射计280位于所述收藏仓1111朝向卫星本体110前端氮气姿态控制系统140一侧的周边。

结合图5和图6所示，图5是本实用新型星载SAR雷达S波段天线收放装置实施例的整体结构图，图6是本实用新型图5中局部A处的放大图；该S波段天线的收放装置包括：第一拉簧310、第二拉簧320、第一C形卡330、第二C形卡340、第一伺服电机350和第二伺服电机360；所述第一拉簧310、第二拉簧320、第一C形卡330、第二C形卡340、第一伺服电机350和第二伺服电机360在S波段天线240处于展开或收拢的状态下均位于收藏仓111的内部；其中，

所述S波段天线240及其俯仰角调节组件(即用于调节S波段700mm抛物线天线+20°/-15°俯仰角的组件，后面有详细说明)均安装在第二伺服电机360的传动件380之上，用于在第二伺服电机360及其传动件380的驱动下，使S波段天线240及其俯仰角调节组件均绕第二伺服电机360的轴线转动；

所述第二伺服电机360及其传动件380均安装在第一伺服电机350的传动件370之上，用于在第一伺服电机350及其传动件370的驱动下，使S波段天线240及其俯仰角调节组件和第二伺服电机360及其传动件380均绕第一伺服电机350的轴线转动；

所述第一伺服电机350的轴线平行图1或图2太阳能电池板120的展开方向，所述第二伺服电机360的轴线与图1或图2卫星变轨肼燃料推进系统130推进尾管131的轴线相平行，所述第一伺服电机350的轴线与第二伺服电机360的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧310的固定端和第二拉簧320的固定端均钩挂在卫星本体110上，所述第一拉簧310的活动端钩挂在第一C形卡330的尾部，所述第二拉簧320的活动端钩挂在第二C形卡340的尾部，所述第一C形卡330的后半段和第二C形卡340的后半段均经由同一C形卡销轴390铰接在卫星本体110上，所述C形卡销轴390的轴线与第一伺服电机350的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧310和第二拉簧320对称设置在由C形卡销轴390轴线和第一伺服电机350轴线所构成的虚拟平面两侧，所述第一C形卡330和第二C形卡340也对称设置在该虚拟平面两侧，且所述第一C形卡330前半段和第二C形卡340前半段所组成的弧形卡紧面的轴心穿过第一伺服电机350轴线与第二伺服电机360轴线的交叉点。

本实用新型星载SAR雷达S波段天线收放装置的工作原理是：图4中的S波段天线240是处于收回(或收藏)的状态，当需要放出(或展开)图4中的S波段天线240时，先在第二伺服电机360的驱动下，通过其传动件380带动S波段天线240及其俯仰角调节组件绕第二伺服电机360的轴线转动，使S波段天线240及其俯仰角调节组件从收藏仓111中转出，在其转出的初期，由于第一C形卡330前半段和第二C形卡340前半段所组成的弧形卡紧面卡在俯仰角调节组件上，第一C形卡330和第二C形卡340受力并以C形卡销轴390为转动支点张开，同时拉长第一拉簧310和第二拉簧320，直至俯仰角调节组件完全脱离时，在第一拉簧310和第二拉簧320的拉力作用下，第一C形卡330和第二C形卡340恢复至常态；接着在第一伺服电机350的驱动下，通过其传动件370带动S波段天线240及其俯仰角调节组件和第二伺服电机360及其传动件380均绕第一伺服电机350的轴线转动，使S波段天线240的朝向转到所需的工作方向，成为其他图中的工作状态。

而其他图中的S波段天线240都是处于放出(或展开)的状态，当需要收回(或收藏)其他图中的S波段天线240时，先在第一伺服电机350的驱动下，通过其传动件370带动S波段天线240及其俯仰角调节组件和第二伺服电机360及其传动件380均绕第一伺服电机350的轴线转动，使S波段天线240的朝向恢复初始方向；再在第二伺服电机360的驱动下，通过其传动件380带动S波段天线240及其俯仰角调节组件绕第二伺服电机360的轴线转动，使S波段天线240及其俯仰角调节组件转入收藏仓111中，在其转入的后期，第一C形卡330和第二C形卡340受力并以C形卡销轴390为转动支点张开，同时拉长第一拉簧310和第二拉簧320，直至俯仰角调节组件完全进入第一C形卡330前半段和第二C形卡340前半段所组成的弧形卡紧面中时，在第一拉簧310和第二拉簧320的拉力作用下，第一C形卡330和第二C形卡340卡紧俯仰角调节组件，成为图4中的收回(或收藏)状态，以克服或减缓用火箭发送卫星到预定轨道的高速运动过程中产生的惯性力和后推力，保护S波段天线240及其俯仰角调节组件不受到损坏。

在本实用新型星载SAR雷达S波段天线收放装置的优选实施方式中，结合图7所示，图7是本实用新型图5中局部B处的放大图，所述S波段天线240的俯仰角调节组件包括固定杆410、球头器420、法兰座430、转接杆440、推拉杆450和气缸460；其中，所述固定杆410的后端固定在图6第二伺服电机360的传动件380之上，所述球头器420的固定端安装在固定杆410的前端，所述S波段天线240经由所述法兰座430吊装在球头器420的摆动端，所述法兰座430两侧对称固定有连接杆470，两连接杆470的上端之间横向连接有一横轴480，所述转接杆440的前端铰接在该横轴480之上，所述转接杆440的后端与推拉杆450的前端相铰接，所述推拉杆450的后端与图6气缸460的活塞杆461前端相铰接，图6中的气缸460也安装在第二伺服电机360的传动件380之上。

本实用新型星载SAR雷达S波段天线收放装置所用俯仰角调节组件的工作原理是：当气缸460的活塞杆461伸出时，通过推拉杆450沿图7中的+P方向推动转接杆440上端，使得转接杆440通过横轴480拉动两连接杆470上端，进而使得法兰座430以球头器420作为转动支点，带动S波段天线240沿图7中的+W方向转动；而当气缸460的活塞杆461缩回时，通过推拉杆450沿图7中的-P方向拉动转接杆440上端，使得转接杆440通过横轴480拉动两连接杆470上端，进而使得法兰座430以球头器420作为转动支点，带动S波段天线240沿图7中的-W方向转动，由此完成S波段天线240俯仰角+20°/-15°的调节。

为了能够精确调整S波段天线240的俯仰角度，较好的是，所述转接杆440的长度范围设置在推拉杆450长度的十四分之一到十五分之一之间，以进一步提高S波段天线240俯仰角的调节精度。

由于气缸460的活塞杆461长度较长，为了保证气缸460的活塞杆461能够伸缩顺畅，较好的是，图5固定杆461的中部还固定有用于支撑和限制气缸460的活塞杆461在其中滑动的导套块490，以进一步保证S波段天线240俯仰角的调节精度。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，例如，第一伺服电机350的传动件370、第二伺服电机360的传动件380，以及S波段天线240的俯仰角调节组件，本领域技术人员都可以根据现有技术设计出其形状、结构或者组成其零部件的形状、结构，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种星载SAR雷达S波段天线的收放装置，在卫星本体的侧壁上设置有S波段天线的收藏仓，激光反射机和卫星多普勒定轨定位系统并排设置在所述收藏仓朝向太阳能电池板一侧的周边；其特征在于，该S波段天线的收放装置包括：在S波段天线处于展开或收拢的状态下均位于收藏仓内部的第一拉簧、第一C形卡、第二拉簧、第二C形卡、第一伺服电机和第二伺服电机；其中，

所述S波段天线及其俯仰角调节组件均安装在第二伺服电机的传动件之上，用于在第二伺服电机及其传动件的驱动下，使S波段天线及其俯仰角调节组件均绕第二伺服电机的轴线转动；所述第二伺服电机及其传动件均安装在第一伺服电机的传动件之上，用于在第一伺服电机及其传动件的驱动下，使S波段天线及其俯仰角调节组件和第二伺服电机及其传动件均绕第一伺服电机的轴线转动；

所述第一伺服电机的轴线平行太阳能电池板的展开方向，所述第二伺服电机的轴线与卫星变轨肼燃料推进系统推进尾管的轴线相平行，所述第一伺服电机的轴线与第二伺服电机的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧的固定端和第二拉簧的固定端均钩挂在卫星本体上，所述第一拉簧的活动端钩挂在第一C形卡的尾部，所述第二拉簧的活动端钩挂在第二C形卡的尾部，所述第一C形卡的后半段和第二C形卡的后半段均经由同一C形卡销轴铰接在卫星本体上，所述C形卡销轴的轴线与第一伺服电机的轴线相互垂直且交叉；

所述第一拉簧和第二拉簧对称设置在由C形卡销轴轴线和第一伺服电机轴线所构成的虚拟平面两侧，所述第一C形卡和第二C形卡也对称设置在该虚拟平面两侧，且所述第一C形卡前半段和第二C形卡前半段所组成的弧形卡紧面的轴心穿过第一伺服电机轴线与第二伺服电机轴线的交叉点。

2.根据权利要求1所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其特征在于：该S波段天线的俯仰角调节组件包括固定杆、球头器、法兰座、转接杆、推拉杆和气缸；其中，所述固定杆的后端固定在第二伺服电机的传动件之上，所述球头器的固定端安装在固定杆的前端，所述S波段天线经由所述法兰座吊装在球头器的摆动端，所述法兰座两侧对称固定有连接杆，两连接杆的上端之间横向连接有一横轴，所述转接杆的前端铰接在该横轴之上，所述转接杆的后端与推拉杆的前端相铰接，所述推拉杆的后端与气缸的活塞杆前端相铰接，所述气缸安装在第二伺服电机的传动件之上。

3.根据权利要求2所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其特征在于：所述转接杆的长度范围设置在推拉杆长度的十四分之一到十五分之一之间。

4.根据权利要求2所述的星载SAR雷达S波段天线的收放装置，其特征在于：所述固定杆的中部还固定有用于支撑和限制气缸的活塞杆在其中滑动的导套块。

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