本發(fā)明涉及航天，具體為一種基于雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線。

背景技術(shù)：

1、空間大型可展開天線結(jié)構(gòu)是近年來快速發(fā)展的研究方向之一，是支撐大型空間天線的關(guān)鍵裝備，由于其在資源探測(cè)、軍事預(yù)警及深空探測(cè)測(cè)控通信中的特殊應(yīng)用，加之其研制難度巨大，成為衡量一個(gè)航天大國(guó)宇航能力的標(biāo)尺之一，空間大型可展開天線結(jié)構(gòu)對(duì)一國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全具有重大戰(zhàn)略意義，成為當(dāng)前各國(guó)爭(zhēng)相研究和部署的熱點(diǎn)，我國(guó)未來十年需發(fā)射數(shù)十顆衛(wèi)星用于未來國(guó)家航天探測(cè)、通信、電子偵察、導(dǎo)航、遙感、地球觀測(cè)及深空探測(cè)等領(lǐng)域，由于距離遠(yuǎn)，衛(wèi)星接收到的信號(hào)微弱，要求星載天線具備較大的口徑從而獲得較高的增益。

2、為獲取更快速、更優(yōu)質(zhì)的信號(hào)傳輸能力，通訊衛(wèi)星需攜帶大口徑星載天線以滿足需求，此外，空間太陽能電站為了從地球同步軌道傳輸高功率連續(xù)微波至地面，需要上百米口徑的超大型天線，而具有高增益和強(qiáng)方向性的星載天線因其具有較強(qiáng)的抗干擾能力使其在軍事衛(wèi)星上有著深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景，為增強(qiáng)天線的抗偵察性而使用的跳頻通信技術(shù)和擴(kuò)頻通信技術(shù)則要求天線能適應(yīng)較高的工作頻率且具有較寬的頻帶，這些需求自然對(duì)未來星載天線提出了更高要求，針對(duì)上述問題，提出一種基于雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線，以解決上述背景技術(shù)提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線，由十九個(gè)構(gòu)型、尺寸完全相同的六棱柱模塊單元構(gòu)成，各所述六棱柱模塊單元均視為一個(gè)環(huán)形周邊式天線，且整個(gè)天線由各模塊單元并聯(lián)而成，各模塊單元之間由連接單元連接，各所述六棱柱模塊單元由六組構(gòu)型、尺寸完全一致的雙剪叉單元構(gòu)成，所述雙剪叉單元的驅(qū)動(dòng)位于各模塊六個(gè)角上，按照連接單元的工作方式可將連接單元分為兩類共五種連接單元，同類所述連接單元之間構(gòu)型相同但尺寸存在差異；

3、所述雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線展開分為兩個(gè)互相解耦的階段，第一階段僅各模塊單元進(jìn)行展開運(yùn)動(dòng)，同一模塊單元內(nèi)各雙剪叉單元夾角保持不變，進(jìn)行同步展開運(yùn)動(dòng)，第一階段的運(yùn)動(dòng)為平面展開，各模塊單元上、下表面內(nèi)各頂點(diǎn)始終保持各自共面，其作用為使得天線口徑擴(kuò)張，第二階段僅各連接單元進(jìn)行展開運(yùn)動(dòng)，第二階段的展開運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，連接單元相互撐開使得各模塊單元并聯(lián)并成特定夾角，其作用為使得天線張成所需幾何形狀；

4、所述模塊單元按照生成方式在幾何位置可分為拓?fù)漕愋鸵荒K和拓?fù)漕愋投K兩種類型，靠近中心模塊的六個(gè)拓?fù)漕愋投K為中心模塊旋轉(zhuǎn)生成而來，遠(yuǎn)離中心模塊的六個(gè)拓?fù)漕愋投K由靠近中心模塊的拓?fù)漕愋投K按同樣的方式生成而來，而外層拓?fù)漕愋鸵荒K由外層拓?fù)漕愋投K逆向生成而來；

5、所述連接單元根據(jù)其工作方式共分為兩種類型，第一類僅包括第一類連接單元一種樣式，展開時(shí)所在平面與相鄰模塊單元夾角保持不變，第二類包括第二類連接單元，且分為第二類連接單元類型一、第二類連接單元類型二、第二類連接單元類型三、第二類連接單元類型四四種樣式，其不僅在其所在平面內(nèi)展開，其所在平面與其相連的模塊單元之間還存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二類連接單元包括第二類連接單元側(cè)桿、第二類連接單元轉(zhuǎn)接側(cè)桿、第二類連接單元轉(zhuǎn)動(dòng)母鉸、第二類連接單元連接，所述第二類連接單元側(cè)桿上連接有多個(gè)第二類連接單元轉(zhuǎn)動(dòng)公鉸，可以實(shí)現(xiàn)繞自身對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)，展開時(shí)所在平面與相鄰模塊單元夾角產(chǎn)生變化。

6、優(yōu)選的，所述第一類連接單元包括第一類連接單元側(cè)桿、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)上部轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)下部滑動(dòng)模塊、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)滑動(dòng)限位、第一類連接單元連接、連接單元上下桿連接件、連接單元上桿、連接單元下桿、連接單元鎖定抱爪、連接單元驅(qū)動(dòng)彈簧、連接單元驅(qū)動(dòng)彈簧限位、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)上剪叉桿、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)下剪叉桿、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)剪叉桿轉(zhuǎn)接、連接單元剪叉機(jī)構(gòu)中心鉸鏈，所述連接單元展開狀態(tài)為等腰梯形，收攏狀態(tài)為細(xì)長(zhǎng)矩形，所述第一類連接單元所在的平面與其相連的模塊單元在展開過程中不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一類連接單元均與模塊單元固連，所述連接單元中部的剪叉機(jī)構(gòu)用于保證整個(gè)單元在展開過程中為單自由度。

7、優(yōu)選的，所述連接單元中部有一個(gè)剪叉機(jī)構(gòu)，用于保證整個(gè)連接單元展開過程為單自由度展開，所述連接單元的整個(gè)展開過程由連接單元驅(qū)動(dòng)彈簧驅(qū)動(dòng)連接單元剪叉機(jī)構(gòu)下部滑動(dòng)模塊進(jìn)行，同時(shí)連接單元上、下部分皆有用于展開到位后自動(dòng)鎖定的連接單元鎖定抱爪。

8、優(yōu)選的，天線的每個(gè)模塊單元都張有與其邊緣六個(gè)雙剪叉單元相配合的索網(wǎng)，來與之構(gòu)成剛?cè)狁詈系慕Y(jié)構(gòu)，所述索網(wǎng)結(jié)構(gòu)由前索網(wǎng)、張力陣和背索網(wǎng)構(gòu)成，天線依靠其各模塊單元上依附的前索網(wǎng)構(gòu)成工作表面，位于不同位置的模塊單元的前索網(wǎng)型面略有不同，多個(gè)模塊單元并聯(lián)后形成拋物面工作表面，各模塊單元上表面各點(diǎn)共同位于工作表面擬合而成的球面上，各模塊單元的前索網(wǎng)與折展機(jī)構(gòu)之間通過一定補(bǔ)償連接來彌補(bǔ)誤差。

9、優(yōu)選的，所述連接單元鎖定抱爪包括連接單元鎖定抱爪公鉸、連接單元鎖定抱爪母鉸、連接單元鎖定抱爪鎖定桿、鎖定桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸、鎖定桿作動(dòng)扭簧、連接單元鎖定抱爪驅(qū)動(dòng)卷簧、連接單元鎖定抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)軸、連接單元鎖定抱爪固定螺母，天線在展開過程中厚度方向尺寸始終保持不變，所述模塊單元收攏時(shí)為細(xì)長(zhǎng)六棱柱，整個(gè)天線收攏時(shí)為多組細(xì)長(zhǎng)六棱柱通過收攏時(shí)連接單元并聯(lián)成的低矮類柱狀結(jié)構(gòu)。

10、優(yōu)選的，所述雙剪叉單元包括滑動(dòng)桿、中心滑動(dòng)模塊、短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組、長(zhǎng)側(cè)邊滑動(dòng)模塊組、推動(dòng)桿、模塊角連接件、中心剪叉機(jī)構(gòu)連接件、側(cè)邊剪叉機(jī)構(gòu)連接件、雙剪叉單元驅(qū)動(dòng)彈簧和滑動(dòng)模塊限位，所述滑動(dòng)桿上兩不同的平行軸線上各安置一個(gè)單剪叉機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)同一雙剪叉單元上前后兩中心剪叉機(jī)構(gòu)的交錯(cuò)放置，所述雙剪叉單元邊緣兩滑動(dòng)桿上兩軸線各安置短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組與長(zhǎng)側(cè)邊滑動(dòng)模塊組的一部分，其另一部分與相鄰雙剪叉單元邊緣的滑動(dòng)桿相連，實(shí)現(xiàn)同一模塊單元的同步展開。

11、優(yōu)選的，所述單剪叉機(jī)構(gòu)包括單剪叉機(jī)構(gòu)鉸鏈、單剪叉機(jī)構(gòu)剪叉桿、單剪叉機(jī)構(gòu)剪叉桿邊緣連接件，所述單剪叉機(jī)構(gòu)鉸鏈可以使單剪叉機(jī)構(gòu)中的四根單剪叉機(jī)構(gòu)剪叉桿繞同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

12、優(yōu)選的，所述單剪叉機(jī)構(gòu)鉸鏈包括單剪叉機(jī)構(gòu)半鉸鏈、單剪叉機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、單剪叉機(jī)構(gòu)軸承、軸承擋圈，所述單剪叉機(jī)構(gòu)半鉸鏈?zhǔn)蛊湎噙B的單剪叉機(jī)構(gòu)剪叉桿可以繞單剪叉機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述單剪叉機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)軸作為轉(zhuǎn)動(dòng)的主體可以與軸承擋圈配合，實(shí)現(xiàn)單剪叉機(jī)構(gòu)軸承的安放。

13、優(yōu)選的，所述中心滑動(dòng)模塊包含中心滑動(dòng)模塊滑動(dòng)主體、中心滑動(dòng)模塊轉(zhuǎn)接板、中心滑動(dòng)模塊上部雙鉸鏈、中心滑動(dòng)模塊底板，所述中心滑動(dòng)模塊滑動(dòng)主體可以使中心滑動(dòng)模塊在滑動(dòng)桿上滑動(dòng)的同時(shí)保持較好的同軸度。

14、優(yōu)選的，所述短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組包括側(cè)邊滑動(dòng)模塊滑動(dòng)主體、短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組轉(zhuǎn)接板、側(cè)邊滑動(dòng)模塊上部單鉸鏈、側(cè)邊滑動(dòng)模塊底板，每個(gè)所述短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組包括兩個(gè)成60°夾角的側(cè)邊滑動(dòng)模塊滑動(dòng)主體，其可以與兩相鄰雙剪叉單元上的滑動(dòng)桿分別保持較好同軸度，所述長(zhǎng)側(cè)邊滑動(dòng)模塊組中包含的長(zhǎng)側(cè)邊滑動(dòng)模塊組轉(zhuǎn)接板在長(zhǎng)度與缺口夾角布置上與短側(cè)邊滑動(dòng)模塊組轉(zhuǎn)接板存在不同。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、本發(fā)明中，一種基于雙剪叉單元的多環(huán)形周邊并聯(lián)組網(wǎng)天線，包含十九個(gè)構(gòu)型、尺寸完全相同的模塊單元以及模塊單元之間相連的不同的連接單元，其展開口徑不低于50m，收納截面直徑為5.1m左右，模塊單元為基于雙剪叉單元的六棱柱結(jié)構(gòu)，不同模塊單元之間通過不同類型的連接單元相互連接，天線的口徑擴(kuò)張和型面張成通過模塊單元機(jī)構(gòu)與連接單元機(jī)構(gòu)被分成了兩個(gè)互相解耦的階段，展開的第一階段僅有各模塊單元進(jìn)行共平面展開，以實(shí)現(xiàn)天線口徑擴(kuò)張，展開的第二階段則僅有各連接單元進(jìn)行空間展開，使得各個(gè)模塊單元的各頂點(diǎn)位于同一球面，連接單元相互撐開使得各模塊單元并聯(lián)并成特定夾角，其作用為使得天線張成所需幾何形狀，本發(fā)明技術(shù)方案可以為超大口徑拋物面載荷天線設(shè)計(jì)提供參考價(jià)值，同時(shí)有利于展開過程解耦、拓展簡(jiǎn)易的拋物面天線設(shè)計(jì)，使天線能適應(yīng)較高的工作頻率且具有較寬的頻帶，進(jìn)而通過跳頻通信技術(shù)和擴(kuò)頻通信技術(shù)增強(qiáng)天線的抗偵察性。