本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格構(gòu)成塔形結(jié)構(gòu)的上底面和各側(cè)面的骨架；所述網(wǎng)格的網(wǎng)線為由兩種不同規(guī)格的記憶合金絲構(gòu)成的。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果：1.使用記憶合金技術(shù)，減小衛(wèi)星天線展開的執(zhí)行機構(gòu)質(zhì)量與復(fù)雜度，提高展開的可靠性；2.本發(fā)明專利技術(shù)的天線展開機構(gòu)可與其他特殊展開機構(gòu)融合設(shè)計，能節(jié)省結(jié)構(gòu)重量，提高效率；3.通過調(diào)整網(wǎng)格的位置與形狀，可調(diào)節(jié)塔式衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)的一階固有頻率；4.所述塔形衛(wèi)星天線骨架，因其金屬材質(zhì)，可將其作為天線使用。該塔形衛(wèi)星天線骨架口徑大，克服了現(xiàn)有天線增益不足的問題，增強了塔形天線的增益，提高對地通訊能力。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格構(gòu)成塔形結(jié)構(gòu)的上底面和各側(cè)面的骨架；所述網(wǎng)格的網(wǎng)線為由兩種不同規(guī)格的記憶合金絲構(gòu)成的。本專利技術(shù)的有益效果：1.使用記憶合金技術(shù)，減小衛(wèi)星天線展開的執(zhí)行機構(gòu)質(zhì)量與復(fù)雜度，提高展開的可靠性；2.本專利技術(shù)的天線展開機構(gòu)可與其他特殊展開機構(gòu)融合設(shè)計，能節(jié)省結(jié)構(gòu)重量，提高效率；3.通過調(diào)整網(wǎng)格的位置與形狀，可調(diào)節(jié)塔式衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)的一階固有頻率；4.所述塔形衛(wèi)星天線骨架，因其金屬材質(zhì)，可將其作為天線使用。該塔形衛(wèi)星天線骨架口徑大，克服了現(xiàn)有天線增益不足的問題，增強了塔形天線的增益，提高對地通訊能力。【專利說明】一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)
本專利技術(shù)涉及衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種可展開的衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)形式有很多，有線天線、喇叭天線、反射面天線和陣列天線等。從結(jié)構(gòu)和機構(gòu)的角度考慮，反射面天線和陣列天線一般尺寸較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且具有較高的尺寸要求。而大型展開天線一般為柔性反射面天線，其口徑一般超過4.2m，甚至達到150m。大多數(shù)柔性反射面釆用柔性金屬網(wǎng)，且需要各種形式的展開機構(gòu)將其展開，因此也稱為網(wǎng)狀可展開天線。20世紀70年代以來，各國相繼開發(fā)了多種類型的網(wǎng)狀可展開反射面天線形式，歸納起來有:徑向肋天線、纏繞肋天線、構(gòu)架式可展開天線、環(huán)形桁架可展開天線等。另外，目前還研制了一種充氣式天線。充氣天線采用柔性薄膜材料制成氣囊，衛(wèi)星發(fā)射時氣囊被收縮在很小的空間內(nèi)，衛(wèi)星入軌后利用壓縮空氣為氣囊充氣從而形成所需要的反射面。然而，這些天線不能同時解決衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、增益小等問題，限制了該類微小衛(wèi)星的應(yīng)用。比如說，構(gòu)架式可展開天線結(jié)構(gòu)，由于組成構(gòu)建單元式標準組件，可根據(jù)需要拼接出所需要的天線口徑，比較容易得到大口徑大型展開天線。然而，構(gòu)架式可展開天線結(jié)構(gòu)不能保證各構(gòu)件合攏時的收藏效率，也很難保證天線展開時各桿互不干涉。并且，對于大口徑構(gòu)架式可展開天線，其結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大。目前，衛(wèi)星天線的展開結(jié)構(gòu)、機構(gòu)存在以下問題:1.展開機構(gòu)復(fù)雜、重量大；2.大型口徑可展開天線結(jié)構(gòu)的固 有頻率與主星系統(tǒng)或各分系統(tǒng)的固有頻率范圍重疊問題；3.在一定質(zhì)量條件下，衛(wèi)星天線增益不夠大，影響了衛(wèi)星的星地通信與星間通信。因此，一種性能良好的可展開的衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)對微小衛(wèi)星的應(yīng)用的進一步發(fā)展起到至關(guān)重要的做用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是:構(gòu)建一種可展開式塔形衛(wèi)星天線記憶合金骨架結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有的衛(wèi)星天線的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)復(fù)雜問題，提高了衛(wèi)星天線的可靠性；克服大型口徑可展開天線剛度的問題，使天線結(jié)構(gòu)的一階固有頻率規(guī)避衛(wèi)星與各個分系統(tǒng)的一階固有頻率；克服現(xiàn)有天線增益不足的問題，增強了塔形天線的增益，提高對地通訊能力。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是:一種可展開式塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，所述塔形天線骨架結(jié)構(gòu)為整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格構(gòu)成塔形結(jié)構(gòu)的上底面和各側(cè)面的骨架；所述網(wǎng)格的網(wǎng)線為由兩種不同規(guī)格的記憶合金絲構(gòu)成；所述記憶合金在外力作用下會產(chǎn)生變形，當把外力去掉時，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。將衛(wèi)星天線設(shè)計成塔狀，在高溫環(huán)境下做好塔狀展開網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，再在低溫下折疊壓縮，使它的體積大幅度縮小，到太空中接受陽光強烈的輻射，使之恢復(fù)原來的塔狀形狀，帶動太陽帆、太陽能電池薄膜等附屬物在結(jié)構(gòu)表面同時展開。本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:所述網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)上底面和各側(cè)面的網(wǎng)格，各網(wǎng)線交叉點形成節(jié)點，每條網(wǎng)線上的節(jié)點均勻分布；本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:每條網(wǎng)線上的節(jié)點可以根據(jù)需要自由調(diào)整；本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:所述網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)為軸對稱四棱臺，所述四棱臺的四個側(cè)面相同，且為等腰梯形，所述四棱臺的上底面和下底面為正方形，且下底面的邊長大于上底面的邊長；本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:可在形狀記憶合金絲表面裝涂金屬涂層，以適應(yīng)不同的衛(wèi)星天線需要。本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:所述形狀記憶合金絲材料為N1-Ti合金；本專利技術(shù)的進一步技術(shù)方案是:所述塔形骨架天線上底面設(shè)計有與衛(wèi)星主體連接和作動的機械接口。本專利技術(shù)的有益效果:本專利技術(shù)通過一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，解決以下問題:1.使用記憶合金技術(shù)，減小衛(wèi)星天線展開的執(zhí)行機構(gòu)質(zhì)量與復(fù)雜度，提高展開的可靠性；2.本專利技術(shù)的天線展開機構(gòu)可與其他特殊展開機構(gòu)融合設(shè)計，比如太陽帆展開機構(gòu)，或者太陽能電池帆展開機構(gòu)，從而能節(jié)省結(jié)構(gòu)重量，提高效率；3.通過調(diào)整網(wǎng)格的位置與形狀，可調(diào)節(jié)塔式衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)的一階固有頻率，使衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)的固有頻率規(guī)避衛(wèi)星或各個分系統(tǒng)的固有頻率；4.所述塔形衛(wèi)星天線骨架，因其金屬材質(zhì)，可將其作為天線使用。該塔形衛(wèi)星天線骨架口徑大，克服了現(xiàn)有天線增益不足的問題，增強了塔形天線的增益，提高對地通訊能力。本專利技術(shù)一種可展開塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，所述骨架結(jié)構(gòu)是采用形狀記憶合金絲做成的整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，減小了衛(wèi)星天線展開的執(zhí)行機構(gòu)質(zhì)量與復(fù)雜度，提高展開的可靠性。所述網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，可調(diào)整所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形式與位置，可靈活調(diào)整所述骨架結(jié)構(gòu)的固有頻率，使衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)的固有頻率規(guī)避衛(wèi)星或各個分系統(tǒng)的固有頻率，防止共振，減小各系統(tǒng)之間的干擾。所述塔形骨架結(jié)構(gòu)可與其它特殊展開機構(gòu)融合設(shè)計，增加了太能電池、太陽帆等附著面積。所述塔形骨架結(jié)構(gòu)作為天線使用，增加衛(wèi)星天線增益，提高了衛(wèi)星對地與星間通訊能力。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)提出的一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為圖2的俯視圖；圖3為本專利技術(shù)提出的一種可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)三維視圖；圖4為本專利技術(shù)提出的可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)記憶合金工作過程圖；圖5為本專利技術(shù)提出的可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)裝配在衛(wèi)星上的示意圖。圖中:1-下底面，2-正方形，3-上底面連，4-接桿，5-側(cè)棱。具體實施實例下面結(jié)合具體實施實例，對本專利技術(shù)技術(shù)方案進一步說明。參閱圖1，本實施例中的可展開的塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)形式是一種整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)。所述塔形結(jié)構(gòu)為一個軸對稱四棱臺，所述四棱臺的四個側(cè)面相同，且為等腰梯形，所述四棱臺的下底面I和上底面3為正方形，且下底面的邊長大于上底面的邊長。所述四棱臺沿對稱軸方向的截面為正方形2，且該正方形的邊長長度在上底面和下底面邊長長度之間，該實例中有3個所述截面。所述四棱臺的側(cè)棱5將所述上底面、下底面和沿對稱軸方向的截面連接起來。在所述四棱臺的側(cè)面上，有所述合金絲將上底面、下底面和沿對稱軸方向的截面的邊連接起來的連接桿4，起到加強桿的作用。這樣，所述網(wǎng)格塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)由所述上底面、所述下底面、所述沿對稱軸方向的截面、所述側(cè)棱和所述位于側(cè)面的連接桿構(gòu)成。如圖1所示，本專利技術(shù)的具體實施過程是:所述塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)的所述上底面(構(gòu)件3、所述下底面1、所述沿對稱軸方向的截面2，均由4根直徑為1.6mm的N1-Ti合金絲組成。所述側(cè)面連接桿4由直徑為1.6mm的N1-Ti合金絲組成,所述側(cè)棱5由直徑為2.0mm的N1-Ti合金絲組成。所述側(cè)棱5與所述連接桿4將所述上底面3、所述下底面1、所述沿對稱軸方向的截面正方形2連接起來。可改變所述N1-Ti合金絲的規(guī)格與沿對稱軸方向的截面的數(shù)量，以適應(yīng)不同衛(wèi)星天線任務(wù)的需求。如圖1所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種可展開式塔形衛(wèi)星天線骨架結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述塔形天線骨架結(jié)構(gòu)為整體式網(wǎng)格塔形結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)格構(gòu)成塔形結(jié)構(gòu)的上底面和各側(cè)面的骨架；所述網(wǎng)格的網(wǎng)線為由兩種不同規(guī)格的記憶合金絲構(gòu)成。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何偉，郭金雷，胡適，陳兵，蘇小恒，孫武寧，
申請(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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