專利名稱：一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空間天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多層薄膜天線的熱穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
薄膜天線技術(shù)主要應(yīng)用于微波遙感和對(duì)地觀測(cè)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)地高分辨率和三維觀測(cè)，可應(yīng)用于輕、小型化和小衛(wèi)星編隊(duì)干涉SAR天線以及單星雙天線干涉SAR天線。目前，國(guó)內(nèi)已研制出框架結(jié)構(gòu)薄膜天線原 理樣機(jī)，該原理樣機(jī)的框架結(jié)構(gòu)由四根圓柱形復(fù)材空心管組成，四周通過(guò)懸鏈線調(diào)整裝置將薄膜張拉在框架中間。但由于該原理樣機(jī)側(cè)重驗(yàn)證薄膜的張拉成型工藝，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式只適用張拉單層薄膜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電性能測(cè)試。目前國(guó)外較典型的一種框架式結(jié)構(gòu)天線是所謂的電影幕布式結(jié)構(gòu)天線，這種天線結(jié)構(gòu)主要由可展開(kāi)的框架、薄膜、繩索支撐系統(tǒng)組成，可展開(kāi)的框架結(jié)構(gòu)在發(fā)射時(shí)折疊起來(lái)，入軌后展開(kāi)成工作狀態(tài)?？烧归_(kāi)框架結(jié)構(gòu)中最主要的是一種可伸展的管狀結(jié)構(gòu)件，這種管狀結(jié)構(gòu)件由鋁箔制成的管件、彈性鋼帶、Kapton薄膜以及端頭等組成。當(dāng)圓管壓扁時(shí)，管狀結(jié)構(gòu)件可以卷繞起來(lái)，充氣可使管狀結(jié)構(gòu)件伸直并具有所需要的剛度。通過(guò)繩索支撐系統(tǒng)可將框架結(jié)構(gòu)與平面陣薄膜組裝在一起。但由于該結(jié)構(gòu)受折疊充氣展開(kāi)功能的限制，難以實(shí)現(xiàn)多層框架多層薄膜或單層框架多層薄膜同時(shí)展開(kāi)，并且保證充氣后各層薄膜之間的間距。該框架結(jié)構(gòu)只適用于支撐單層薄膜。經(jīng)檢索，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外多層薄膜天線熱穩(wěn)定框架的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)解決問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕的薄膜天線熱穩(wěn)定框架。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，包括上層電氣板框、下層電氣板框、結(jié)構(gòu)底板框、加強(qiáng)碳纖維方管、懸鏈線調(diào)整裝置和壓緊座；上層電氣板框、下層電氣板框和壓緊座固定在結(jié)構(gòu)底板框上；加強(qiáng)碳纖維方管在結(jié)構(gòu)底板框內(nèi)用于支撐結(jié)構(gòu)底板框；懸鏈線調(diào)整裝置固定在結(jié)構(gòu)底板框的短邊內(nèi)側(cè)面；整個(gè)框架通過(guò)壓緊座安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上。所述上層電氣板框和下層電氣板框?yàn)镵evlar布、Nomex蜂窩芯與銅箔貼片、銅箔底板構(gòu)成。所述結(jié)構(gòu)底板框?yàn)樘祭w維/鋁蜂窩夾層板。所述加強(qiáng)碳纖維方管的端部通過(guò)膠預(yù)埋在結(jié)構(gòu)底板框中。所述碳纖維方管的交叉處用碳纖維接頭膠接連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是I.本實(shí)用新型以框架作為薄膜的張拉支撐結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用一層碳纖維/鋁蜂窩夾層板作為主承力框架，上面附著兩層Kevlar/Nomex蜂窩夾層板,通過(guò)兩層Kevlar/Nomex蜂窩夾層板的厚度形成對(duì)固定間距的三層膜面的支撐，可以支撐固定間距的三層薄膜，滿足天線電性能要求。2.本實(shí)用新型通過(guò)夾層結(jié)構(gòu)鋪層優(yōu)化、框架中間增加交叉碳纖維支撐方管，使框架剛度明顯提高、熱變形明顯減小，滿足天線收攏基頻和重量的要求，同時(shí)滿足SAR天線在軌工作狀態(tài)的熱變形指標(biāo)要求。3.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在滿足天線在軌工作狀態(tài)熱變形、天線收攏基頻的條件下，大大減輕了天線重量。

圖I為本實(shí)用新型熱穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2為本實(shí)用新型帶薄膜的熱穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖3為本實(shí)用新型懸鏈線調(diào)整裝置示意圖；圖4為本實(shí)用新型懸鏈線調(diào)整裝置工作原理圖；圖5為本實(shí)用新型加強(qiáng)碳纖維方管端部預(yù)埋結(jié)構(gòu)底板示意圖；圖6為本實(shí)用新型加強(qiáng)碳纖維方管結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型碳纖維接頭與方管端部連接示意圖；圖8為本實(shí)用新型上層電氣板和下層電氣板的鋪層示意圖；圖9為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)底板的鋪層示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，薄膜天線熱穩(wěn)定框架由上層電氣板(I)、下層電氣板(2)、結(jié)構(gòu)底板
(3)、加強(qiáng)碳纖維方管(4)、八個(gè)懸鏈線調(diào)整裝置(5)和六個(gè)壓緊座(6)六部分組成。本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)上層電氣板(I)、下層電氣板(2)厚度均為6. 5mm，邊框長(zhǎng)均為3897mm，寬均為1782mm，保證三層薄膜之間的間距與天線口徑，滿足電性能要求；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)底板(3)的厚度45mm，長(zhǎng)3897mm，寬1782mm，滿足剛度及強(qiáng)度要求。結(jié)構(gòu)底板⑶和加強(qiáng)碳纖維方管⑷作為主承力結(jié)構(gòu)。上層電氣板⑴、下層電氣板(2)和壓緊座(6)通過(guò)螺釘固定在結(jié)構(gòu)底板(3)上，懸鏈線調(diào)整裝置(5)通過(guò)螺釘固定在結(jié)構(gòu)底板(3)短邊內(nèi)側(cè)面。整個(gè)框架通過(guò)壓緊座(6)安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上。如圖2、圖3所示，薄膜天線熱穩(wěn)定框架作為薄膜天線三層薄膜的張拉支撐結(jié)構(gòu)，在框架長(zhǎng)邊方向?qū)в蓄A(yù)張力的薄膜直接用膠粘接在面板上，短邊方向通過(guò)懸鏈線調(diào)整裝置(5)將薄膜張緊，避免薄膜產(chǎn)生褶皺，保證薄膜平面滿足要求的平面度。如圖4所示，懸鏈線調(diào)整裝置(5)包括懸鏈線底座(51)、調(diào)節(jié)螺釘(52)、調(diào)節(jié)螺母
(53)、懸鏈線張力索(54)和薄膜加強(qiáng)片(55);懸鏈線張力索(54) —端與薄膜加強(qiáng)片(55)連接，另一端固定在調(diào)節(jié)螺釘(52)上端，調(diào)節(jié)螺釘(52)下端安裝在懸鏈線底座(51)上。向下擰緊調(diào)節(jié)螺釘(52)，帶動(dòng)張力索(54)繃緊薄膜，消除薄膜邊緣產(chǎn)生的褶皺。當(dāng)繃膜張力達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，向下擰緊調(diào)節(jié)螺母(53)，固定調(diào)節(jié)螺釘(52)，保證張力索(54)拉力不變。如圖5所示，為提高承力主框架剛度和抵抗熱變形能力，將加強(qiáng)碳纖維方管(4)端部用膠預(yù)埋在結(jié)構(gòu)底板(3)中。如圖6、圖7所示，碳纖維方管組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在碳纖維方管(4)的交叉處，用碳纖維中心接頭(41)、邊框接頭(42)與外包方管組件(43)膠接連接。兩個(gè)碳纖維接頭(41)將方管組件(43)的八根方管端部包裹起來(lái)，接頭與方管之間用膠粘接。為提高承力主框架剛度和抵抗熱變形能力，對(duì)上層電氣板(I)、下層電氣板(2)和結(jié)構(gòu)底板(3)進(jìn)行鋪層優(yōu)化。圖8為本實(shí)用新型上層電氣板(I)和下層電氣板(2)的鋪層示意圖，采用Kevlar布、Nomex蜂窩芯與銅箔貼片、銅箔底板構(gòu)成。圖9為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)底板(3)的鋪層示意圖，采用多層碳纖維單向帶和鋁蜂窩芯構(gòu)成。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施案例對(duì)本實(shí)用新型所作的詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型具體實(shí)施僅限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，對(duì)本實(shí)用新型的各組成部件、位置關(guān)系及連接方式在不改變其功能的情況下，進(jìn)行的等效變換或替代，如其他特殊形狀的賦形方向圖設(shè)計(jì)等，也落入 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)未公開(kāi)的技術(shù)屬本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，其特征在于包括上層電氣板框(I)、下層電氣板框(2)、結(jié)構(gòu)底板框(3)、加強(qiáng)碳纖維方管(4)、懸鏈線調(diào)整裝置(5)和壓緊座￠);上層電氣板框(I)、下層電氣板框(2)和壓緊座(6)固定在結(jié)構(gòu)底板框(3)上；加強(qiáng)碳纖維方管(4)在結(jié)構(gòu)底板框(3)內(nèi)用于支撐結(jié)構(gòu)底板框(3);懸鏈線調(diào)整裝置(5)固定在結(jié)構(gòu)底板框(3)的短邊內(nèi)側(cè)面；整個(gè)框架通過(guò)壓緊座(6)安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，其特征在于所述上層電氣板框(I)和下層電氣板框(2)為Kevlar布、Nomex蜂窩芯與銅箔貼片、銅箔底板鋪層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，其特征在于所述結(jié)構(gòu)底板框(3)為碳纖維/鋁蜂窩夾層板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，其特征在于所述加強(qiáng)碳纖維方管(4)的端部預(yù)埋在結(jié)構(gòu)底板框(3)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，其特征在于所述碳纖維方管(4)的交叉處，用碳纖維接頭膠接連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種薄膜天線熱穩(wěn)定框架，包括上層電氣板框(1)、下層電氣板框(2)、結(jié)構(gòu)底板框(3)、加強(qiáng)碳纖維方管(4)、懸鏈線調(diào)整裝置(5)和壓緊座(6)；上層電氣板框(1)、下層電氣板框(2)和壓緊座(6)固定在結(jié)構(gòu)底板框(3)上；懸鏈線調(diào)整裝置(5)固定在結(jié)構(gòu)底板框(3)的短邊內(nèi)側(cè)面。本實(shí)用新型以框架作為薄膜的張拉支撐結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用一層碳纖維/鋁蜂窩夾層板作為主承力框架，上面附著兩層Kevlar/Nomex蜂窩夾層板，通過(guò)兩層Kevlar/Nomex蜂窩夾層板的厚度形成對(duì)固定間距的三層膜面的支撐，可以支撐固定間距的三層薄膜，滿足天線電性能要求。
文檔編號(hào)H01Q1/12GK202454720SQ20122007404
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者華岳, 崔兆云, 王勇, 王磊, 王輝, 陳卓, 韋娟芳 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所