高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線及方法與流程

本發明涉及航天器結構技術領域，特別是涉及一種高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線及方法。

背景技術：

為解決航天器大面積天線陣面與運載包絡尺寸限制的矛盾，航天器需在發射主動段將天線收攏在星體上，待入軌后將天線展開并鎖定到工作狀態。同時，在滿足天線使用要求的基礎上，衛星對天線結構的輕量化要求日益嚴苛，對伸展裝置的包絡、收納比和重量都提出了更高要求。因此，常規的天線展收構型設計已經無法滿足以上各類要求。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線及方法，其具有大收納比、高剛度和輕質量等特點。

根據本發明提供的一種高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線，包括鉸鏈式伸展臂、可卷天線、收納筒；

可卷天線緊固連接在鉸鏈式伸展臂上；

鉸鏈式伸展臂的一端連接收納筒，鉸鏈式伸展臂的另一端為自由端；

鉸鏈式伸展臂卷曲收攏時，可卷天線貼附在收納筒上；

鉸鏈式伸展臂展開時，可卷天線能夠隨鉸鏈式伸展臂展開。

優選地，還包括展開控制組件；

所述展開控制組件包括電機、繩系卷揚裝置；

電機控制收納筒的轉動速度，繩系卷揚裝置控制鉸鏈式伸展臂的展開速度，從而實現可卷天線的有序展開和收攏運動。

優選地，收納筒能夠轉動，鉸鏈式伸展臂展開后能夠鎖定，可卷天線的變形能為展開過程提供部分動力，可卷天線緊固連接在鉸鏈式伸展臂的內側。

優選地，所述可卷天線的展開到位鎖定通過鉸鏈式伸展臂的各節鉸鏈的鎖定實現。

根據本發明提供的一種上述的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線的使用方法，包括：

在衛星發射過程中，使可卷天線收攏，貼附在收納筒上；

衛星入軌后，根據驅動控制指令，使可卷天線展開形成工作狀態要求的天線面形。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1.本發明設計構型簡單，具有良好的加工工藝性和裝配工藝性；

2.本發明采用了可卷金屬面天線構型，收納比大、質量輕。

3.本發明采用了可卷金屬面天線，在收攏狀態儲存了變形能，在展開過程中變形能釋放，降低驅動裝置的功耗需求。

4.本發明采用鉸鏈式伸展臂，通過展開臂各節鉸鏈的鎖定實現，天線展開面形精度高。

5.展開控制采用有源電機加繩系卷揚裝置，可實現可卷金屬面天線的有序展開和收攏運動。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是本發明提供的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線收攏狀態示意圖；

圖2是本發明提供的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線展開過程示意圖；

圖3是本發明提供的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線展開狀態示意圖。

圖中：

1-鉸鏈式伸展臂

2-收納筒

3-可卷天線

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

根據本發明提供的一種高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線，包括鉸鏈式伸展臂、可卷天線、收納筒；

可卷天線緊固連接在鉸鏈式伸展臂上；

鉸鏈式伸展臂的一端連接收納筒，鉸鏈式伸展臂的另一端為自由端；

鉸鏈式伸展臂卷曲收攏時，可卷天線貼附在收納筒上；

鉸鏈式伸展臂展開時，可卷天線能夠隨鉸鏈式伸展臂展開。

優選地，還包括展開控制組件；

所述展開控制組件包括電機、繩系卷揚裝置；

電機控制收納筒的轉動速度，繩系卷揚裝置控制鉸鏈式伸展臂的展開速度，從而實現可卷天線的有序展開和收攏運動。

優選地，收納筒能夠轉動，鉸鏈式伸展臂展開后能夠鎖定，可卷天線的變形能為展開過程提供部分動力，可卷天線緊固連接在鉸鏈式伸展臂的內側。

優選地，所述可卷天線的展開到位鎖定通過鉸鏈式伸展臂的各節鉸鏈的鎖定實現。

根據本發明提供的一種上述的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線的使用方法，包括：

在衛星發射過程中，使可卷天線收攏，貼附在收納筒上；

衛星入軌后，根據驅動控制指令，使可卷天線展開形成工作狀態要求的天線面形。

下面對本發明進行更為具體的說明。

如圖1、圖2、圖3所示，本發明提供的高收納比在軌半自主展收的空間可卷金屬面天線包括鉸鏈式伸展臂、可卷天線、收納筒、展開控制組件，鉸鏈式伸展臂與可卷天線固連，通過收納筒的轉動和鉸鏈式伸展臂的展開鎖定帶動整個可卷天線的金屬面向外伸展，并達到工作狀態，同時可卷天線的金屬面的變形能也為伸展過程提供部分動力。

所述鉸鏈式伸展臂作為核心作動元件，發射過程鉸鏈收攏，使可卷天線貼附在收納筒上，展開時利用收納筒的轉動和鉸鏈式伸展臂的展開鎖定帶動整個金屬面向外展開并達到工作狀態，可以獲得較大的收納比。

所述可卷金屬面天線在收攏過程中儲存了變形能，在展開過程中變形能釋放，轉化為天線展開的動能，降低驅動裝置的功耗需求。

所述展開控制組件包括電機和繩系卷揚裝置，通過電機控制收納筒的轉動速度，繩系卷揚裝置控制鉸鏈式伸展臂的展開速度，從而實現可卷金屬面天線的有序展開和收攏運動。

所述可卷天線的展開到位鎖定通過展開臂各節鉸鏈的鎖定實現，達到天線工作狀態所需的面形和剛度要求。

綜上所述，本發明可以實現大面積天線陣面的收攏和展開，具有大收納比、輕質量和高可靠性等特點，是一種在航天器上有較強應用價值的天線收攏展開技術，可實現衛星大面積天線陣面的收攏和展開，發射過程金屬天線陣面卷曲收攏，貼附在收納筒上，衛星入軌后，根據驅動控制指令，半自主展開形成工作狀態要求的天線面形。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。