CN215220969U

CN215220969U - 一种低轮廓三轴机载卫星通信天线

Info

Publication number: CN215220969U
Application number: CN202121143628.9U
Authority: CN
Inventors: 高建海; 崔玉龙; 吴伟良; 闻月娇; 张硕; 王彦; 李晓普; 李聪聪; 白海龙; 马万垒; 贾彦辉
Original assignee: CETC 54 Research Institute
Current assignee: CETC 54 Research Institute
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2031-05-26

Abstract

本实用新型公开了一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，属于天线技术领域。包括天线反射体、方位机构、左支臂、右支臂、交叉机构和俯仰驱动装置；天线反射体包括天线反射面、托架、馈源网络、发射机以及下变频器；方位机构包括装机底座、方位转盘轴承、方位转盘和方位驱动装置；左支臂和右支臂对称固定在方位转盘的两端；交叉机构包括交叉驱动装置、框架、俯仰扇齿轮、俯仰传动轮和交叉轴；装机底座设有两圈安装孔，外圈可与飞机平台进行连接，将整个天线固定在飞机上。本实用新型结构更加紧凑，集成度更大，谐振频率更高，满足机载工作条件。

Description

一种低轮廓三轴机载卫星通信天线

技术领域

本实用新型涉及到天线技术领域，特别涉及一种低轮廓三轴机载卫星通信天线。

背景技术

天线座架作为天线反射体的支撑与定向装置，在天线控制单元的控制下，使天线可准确的搜索和跟踪通信卫星。天线跟踪通信卫星，是在飞机飞行的过程中要保证天线以一定的精度对准卫星。天线安装在飞机上，由于飞机的姿态变化，天线的指向也随之偏离卫星，此时需通过控制天线各轴的转动来保证天线空间指向不变，使天线稳定在相对大地的惯性空间中。

传统的机载卫通天线，一般采用A-E型两轴座架，当飞机经过卫星的正下方时，A-E型两轴天线在硬件上无法实现保精度跟踪，此时需要第三个转轴如C轴来辅助实现星下点的过顶跟踪。

机载卫通天线对旋转包络要求严苛，在有限的旋转包络空间内首先要实现天线反射面尺寸的最大化，以实现系统更高的传输能力。传统的A-E-C三轴天线座架将信道分机的发射机、下变频器与天线控制单元一起安装在天线座架上，其中发射机与天线馈源网络之间复杂的波导走线占据了很大的空间，使得天线座架整体高度尺寸占据了大部分的旋转包络高度空间；传统的驱动装置与天线转轴成180°方向布置，如俯仰轴，使得驱动电机伸出俯仰支撑板的外侧，占据了旋转包络直径尺寸的最大值，与在有限的旋转包络空间内实现天线反射面尺寸最大化的目标相悖。本实用新型提供了一种紧凑型低轮廓三轴机载卫通天线，实现了在有限的旋转包络空间内天线反射面尺寸最大化的目标。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种低轮廓三轴机载卫星通信天线。该天线具有结构更加紧凑，集成度更大，谐振频率更高的特点，满足机载工作条件。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，包括天线反射体，还包括底座、方位旋转机构、俯仰机构和交叉机构；所述方位旋转机构包括位于方位转盘；所述方位转盘通过轴承固定在底座上；

所述俯仰机构包括俯仰架，俯仰架包括一对横梁和一对纵梁；俯仰架其中一纵梁外侧设有俯仰扇齿轮；所述方位转盘上设有对立的两个支撑板，其中一支撑板壁面上设有俯仰齿轮；所述俯仰架位于两支撑板之间，且俯仰扇齿轮和俯仰齿轮相啮合；

所述交叉机构包括交叉齿轮和两个交叉扇齿轮；两个交叉扇齿轮通过销轴分别固定于俯仰架两横梁的内侧；所述交叉齿轮位于其中一横梁上，并与交叉扇齿轮相啮合；

所述天线反射体包括天线反射面、托架、馈源网络、发射机和下变频器，所述天线反射面通过托架固定于交叉扇齿轮上；所述发射机、馈源网络和下变频器均位于托架的下方，且三者从左到右依次排列；所述发射机和馈源网络之间通过波导交互、下变频器和馈源网络通过射频电缆连接。

进一步的，所述俯仰齿轮和交叉齿轮均为锥齿轮。

进一步的，所述底座上设有与飞机安装的安装孔。

进一步的，还包括俯仰驱动装置、交叉驱动装置和方位驱动装置；所述方位驱动装置位于方位转盘的后方，通过方位齿轮驱动方位转盘转动；所述俯仰驱动装置位于支撑板内侧，并驱动俯仰齿轮转动；所述交叉驱动装置位于俯仰架的横梁上，并驱动交叉齿轮转动。

进一步的，所述支撑板上还设有至少两组与支撑板垂直的第一滑轮，每组第一滑轮均约束在同一弧线上；与支撑板相邻俯仰扇齿轮的壁面上设有与所述弧线位置对应的弧形轨道，弧线和弧形轨道的圆心均与俯仰扇齿轮的齿根圆的圆心重合；所述第一滑轮用于约束弧形轨道在竖直面内的移动。

进一步的，所述弧形轨道为一弧形凸起，同一组的两个第一滑轮夹紧弧形凸起的同一位置。

进一步的，还包括用于轴向定位的第二滑轮组，所述第二滑轮组固定在支撑板上且平行于支撑板；所述第二滑轮组紧压弧形凸起。

进一步的，所述俯仰架横梁上设有交叉扇齿轮的位置下凹。

本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型遵从紧凑型、集成式的结构设计思路，通过将发射机和下变频器与天线反射体的集成化、一体化设计，俯仰架的外形与反射面的共型设计等措施成功降低了传统A-E-C三轴天线座架的高度，使得天线反射面上下高度尺寸可以做得更大；通过俯仰驱动装置和交叉驱动装置的直齿锥齿轮传动设计，分别隐藏在右支撑板内侧和俯仰架内侧，缩小了天线座架运动包络的直径尺寸，使得天线反射面左右宽度尺寸可以做得更大；通过俯仰虚轴的设计使得交叉转轴在空间结构上低于俯仰转轴，大大降低天线的整体高度，实现低运动轮廓；通过上述技术方案成功实现了在有限的旋转包络空间内将天线反射面尺寸最大化的目的。整个天线结构更加紧凑，集成度更大，谐振频率更高，满足机载工作条件。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1中天线反射体的结构示意图。

图3为图1中俯仰架的异形结构截面图。

图4为图1中俯仰架的俯视图。

图5为沿图1中A-A线的剖视图。

图6为沿图1中B-B线的剖视图。

图中：1、天线反射体，2、左支撑板，3、方位转盘，4、轴承，5、底座，6、方位齿轮，7、方位驱动护套，8、方位驱动装置，9、交叉机构，10、俯仰驱动装置，11、右支撑板，12发射机，13、馈源网络，14、下变频器，15、托架，16、天线反射面，17、22、俯仰扇齿轮，18、交叉驱动装置，19、交叉驱动支架，20、交叉轴，21、俯仰架，23、圆螺母，24、俯仰驱动支架，25、上滑轮，26、下滑轮，27、第二滑轮，28俯仰齿轮。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

参照图1至图6，本实用新型采取有效措施降低传统A-E-C三轴天线座架整体高度，利用锥齿轮传动将俯仰驱动装置和交叉驱动装置与天线转轴改为90°方向布置，使天线反射面的边沿成为旋转包络直径的最大点，整个天线结构具有结构更加紧凑，集成度更大，谐振频率更高的特点，满足机载工作条件。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种紧凑型低轮廓A-E-C三轴机载卫通天线，包括天线反射体1、方位机构、左支撑板2、右支撑板11、交叉机构和俯仰驱动装置；所述天线反射体包括天线反射面16、托架15、馈源网络13、发射机12以及下变频器14；所述托架上端面与所述天线反射面进行固定，提高天线反射面的整体刚度以保持其高精度，所述托架下端面左右两侧分别固定所述发射机和所述下变频器，发射机与所述馈源网络之间的波导走线极大的简化缩短，有效地降低天线座架高度尺寸。

方位机构包括轴承4、方位转盘3和方位驱动装置8；底座5设有两圈安装孔，外圈与飞机平台进行固定，内圈与轴承的内环进行固定；所述方位转盘中间设有安装孔和轴承的外环进行固定，两端设有定位及安装孔与所述左支撑板和右支撑板进行固定；所述方位驱动装置通过方位驱动护套7垂直固定在方位转盘后侧，通过方位齿轮6与方位转盘轴承啮合驱动天线实现方位轴转动。

交叉驱动装置18通过交叉驱动支架19固定在俯仰架21其中一横梁内侧以缩小旋转包络直径，通过一对直齿锥齿轮驱动天线实现交叉轴20转动；所述俯仰架依照天线反射面背面的曲线趋势做成异形，使得交叉转轴在高度上低于俯仰轴，更加有效地降低了天线座架的高度；所述俯仰扇齿轮和俯仰齿轮对称固定在所述俯仰架纵梁的外侧，其外形小于半圆使圆心落在实体之外，进一步降低了天线座架的高度；所述交叉轴由两根半轴组成，通过角接触球轴承固定在所述俯仰架横梁的中间位置，半轴的轴头设计有螺纹，通过一对圆螺母23来限制半轴的轴向运动，半轴的另一端设计有法兰盘与所述天线反射体进行连接，将其固定在交叉机构的俯仰架上；左支撑板和右支撑板对称固定在方位转盘的两端，作为天线俯仰转动的支撑；所述俯仰驱动装置10通过俯仰驱动支架24固定在右支撑板内侧的方位转盘上，通过一对直齿锥齿轮驱动天线实现俯仰轴转动。

左支撑板2和右支撑板11对称固定在方位转盘3的两端，两者各均包括第一滑轮组和第二滑轮组，通过第一滑轮组的上滑轮25和下滑轮26上下压住所述俯仰扇齿轮的弧形凸起，使交叉机构9可沿滚道绕俯仰虚轴转动，第二滑轮27组横向压在仰扇齿轮和俯仰传动轮滚道的端面，限制住交叉机构在左支撑板和右支撑板之间沿俯仰轴方向的横向运动；所述俯仰驱动装置通过俯仰驱动支架与所述支撑板和方位转盘进行固定，通过俯仰驱动装置输出轴上的俯仰齿轮与所述俯仰扇齿轮进行啮合传递动力，驱动天线实现俯仰轴转动。所述俯仰扇齿轮、俯仰齿轮28和交叉轴均固定在所述框架上，空间结构上使得交叉转轴低于俯仰虚轴，成功降低了传统A-E-C三轴天线座架的整体高度。第一滑轮组和第二滑轮组上均设计有注油嘴和注油通道，便于后期维护，保障滚轮长期灵活转动。

本实用新型将信道分机的发射机和下变频器集成安装到天线反射体的托架下端面，所述发射机依据俯仰转动和交叉转动的空间需求，将外形与运动包络做了共型设计，极大简化缩短了发射机与馈源网络之间的波导走线，有效地降低天线座架高度尺寸，将所述下变频器与馈源网络中的低噪声放大器进行了集成安装，省去了多个固定支架，简化了结构，提高了可靠性；所述俯仰架依照天线反射体背面的曲线趋势做成异形，使得交叉转轴在高度上低于俯仰轴，更加有效地降低了天线座架的高度；所述俯仰扇齿轮和俯仰齿轮外形小于半圆，使圆心落在实体之外，进一步降低了天线座架的高度。所述俯仰驱动装置与交叉驱动装置均通过直齿锥齿轮的设计将驱动电机与转轴之间成90°布局，分别隐藏在右支撑板内侧和俯仰架横梁内侧，使得整提结构更加紧凑、合理。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，包括天线反射体，其特征在于，还包括底座、方位旋转机构、俯仰机构和交叉机构；所述方位旋转机构包括位于方位转盘，方位转盘通过轴承固定在底座顶部；

所述俯仰机构包括俯仰架，俯仰架包括一对横梁和一对纵梁；俯仰架的纵梁外侧均设有俯仰扇齿轮；所述方位转盘上设有对立的两个支撑板，其中一支撑板壁面上设有俯仰齿轮；所述俯仰架位于两支撑板之间，且俯仰扇齿轮和俯仰齿轮相啮合；

2.根据权利要求1所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，所述俯仰齿轮和交叉齿轮均为锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，所述底座上设有与飞机安装的安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，还包括俯仰驱动装置、交叉驱动装置和方位驱动装置；所述方位驱动装置位于方位转盘的后方，通过方位齿轮驱动方位转盘转动；所述俯仰驱动装置位于支撑板内侧，并驱动俯仰齿轮转动；所述交叉驱动装置位于俯仰架的横梁上，并驱动交叉齿轮转动。

5.根据权利要求1所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，所述支撑板上还设有至少两组与支撑板垂直的第一滑轮，每组第一滑轮均约束在同一弧线上；与支撑板相邻俯仰扇齿轮的壁面上设有与所述弧线位置对应的弧形轨道，弧线和弧形轨道的圆心均与俯仰扇齿轮的齿根圆的圆心重合；所述第一滑轮用于约束弧形轨道在竖直面内的移动。

6.根据权利要求5所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，所述弧形轨道为一弧形凸起，同一组的两个第一滑轮夹紧弧形凸起的同一位置。

7.根据权利要求6所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，还包括用于轴向定位的第二滑轮组，所述第二滑轮组固定在支撑板上且平行于支撑板；所述第二滑轮组紧压弧形凸起。

8.根据权利要求1所述的一种低轮廓三轴机载卫星通信天线，其特征在于，所述俯仰架横梁上设有交叉扇齿轮的位置下凹。