CN106229604B - 一种大型两级可折展圆形平面天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大型两级可折展圆形平面天线，沿径向分为三层，由内至外分别为天线板心、内板与外板；天线内板与天线外板沿天线板心周向分布，位置一一对应；令相对应的天线内板与外板为一组天线模块，相邻的两组天线模块构作为一组展收折叠模块；每组展收折叠模块安装于一套自动折叠机构上，通过自动折叠机构控制展收折叠模块中两组展收折叠模块的天线内板与外板间的收拢与展开；同时相邻的展收折叠模块中，相邻的天线外板间通过球铰相连，实现在两组展收折叠模块的天线内板与外板间收拢与展开的同时，天线内板间与外板间的折叠与打开；本发明的优点为：具有大收缩比，极大提高了工作效率和空间利用率；且加工，维修简单，适应能力强，成本低。

Description

一种大型两级可折展圆形平面天线

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种平面天线，具体来说，是一种大型两级可折展圆形平面天线。

背景技术

随着社会电子技术、空间通信的发展较小口径的天线已经无法满足无线检测，电子干扰，电子攻击雷达天线的需求。地面中远程无线探测、电子干扰、电子攻击军用雷达已广泛应用较大口径的天线，并朝着高机动性和快速反应的方向发展。地面中远程无线探测、电子干扰、电子攻击军用雷达等天线口径过大，必然要对天线进行模块化处理，才能满足运输，调试的要求。如果大型天线不能实现自动伸展和收缩，模块化的大型天线在进入使用场地后必然要花费大量的人力和物力去拼装天线。这样，不仅浪费了大量的时间，而且在多次拼装的过程中天线的抛物面精度无法保证。我国模块化大口径天线过去一直采用吊车加人工方式进行拼接，在野外进行一次大口径圆形天线的拼装至少需要1天时间，6-8人并额外需要一台吊车，撤收一个大型圆形天线也需要相同的人力物力和财力，此现状已远远无法满足社会需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的大型平面天线在运输存放过程中占地空间大，拆卸和装配工艺繁琐，同时在天线反复使用的过程中，精度调节差，调节周期长等问题，提出了一种拥有大收缩比，模块化设计的大型两级可折展圆形平面天线。

一种大型两级可折展圆形平面天线，沿径向分为三层结构，由内至外分别为天线板心、天线内板与天线外板；天线内板与天线外板沿天线板心周向分布，位置一一对应。

令相对应的天线内板与天线外板为一组天线模块，相邻的两组天线模块构作为一组展收折叠模块。每组展收折叠模块安装于一套自动折叠机构上，通过自动折叠机构控制展收折叠模块中两组展收折叠模块的天线内板与天线外板间的收拢与展开；同时相邻的展收折叠模块中，相邻的天线外板间通过球铰相连，实现在两组展收折叠模块的天线内板与天线外板间收拢与展开的同时，天线内板间与天线外板间的折叠与打开；且全部天线内板与天线外板完全展开时，天线内板、天线外板与天线板心间共同构成整体圆形结构。

本发明的优点在于：

1、本发明大型两级可折展圆形平面天线，采用模块化设计为内中外三层结构，通过具有一个自由度的自动折叠机构驱动三层结构间的收拢与展开，极大提高了工作效率和空间利用率；

2、本发明大型两级可折展圆形平面天线，拥有大收缩比；

3、本发明大型两级可折展圆形平面天线，加工，维修简单，适应能力强，成本低；

4、本发明大型两级可折展圆形平面天线中，天线内板与天线外板沿圆形天线板心均匀分布，使整个基体受力均匀，当天线内板或天线外板中任意一个出现故障或拆卸维修时，其他天线内板与天线外板均不受影响。

附图说明

图1为本发明大型两级可折展圆形平面天线展开状态内侧结构示意图；

图2为本发明大型两级可折展圆形平面天线收拢状态结构示意图；

图3为本发明大型两级可折展圆形平面天线展开时自动折叠机构示意图；

图4为本发明大型两级可折展圆形平面天线收拢时自动折叠机构示意图。

图中：

1-天线板心 2-天线内板 3-天线外板

4-自动折叠机构 5-天线背架 6-球铰

401-第一连杆 402-第二连杆 403-第三连杆

404-第四连杆 405-第五连杆 406-第六连杆

407-滑块 408-三角板 501-背板

502-桁架

具体实施方式

下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明大型两级可折展圆形平面天线，沿径向分为三层结构，由内至外分别为天线板心1、天线内板2与天线外板3，如图1、图2所示。通过自动折叠机构4控制天线内板2与天线外板3间，以及天线内板2与天线板心1间的收拢与展开，以及相邻天线内板2与天线外板3的折叠与打开。

所述天线内板2与天线外板3均为扇形面结构，且均为n个，n为正整数，9≤n≤24，本发明中优选n为24。n个天线内板2与天线外板3，通过对半径为13米的圆形天线面板进行切割形成；首先将圆形板径向三等分切割，得到内层中心圆，以及中层环形板与外层环形板，其中，内层中心圆即为天线板心1，直径3米；中层环形板外圈直径9米；随后对中层环形板周向等分24份得到24个扇形板，即为24个天线内板2；同样对外层环形板周向等分24份，得到24个扇形板，即为24个天线外板3。天线内板2与天线外板3内壁上安装有天线背架5，用来保持天线内板2整体的刚度和形状。天线背架5包括背板501与桁架502；其中，背板501固定于天线内板2与天线外板3内壁，其两侧边与天线内板2和天线外板3的两侧边齐平；桁架502沿天线内板2与天线外板3的径向设置，固定安装于背板501上。上述天线内板2与天线外板3周向上均布，且位置一一对应。

令相对应的天线内板2与天线外板3为一组天线模块，则可折展圆形平面天线周向上具有24组天线模块；且令相邻的两组天线模块构作为一组展收折叠模块；则可折展圆形平面天线周向上具有12组展收折叠模块；每组展收折叠模块通过在内侧安装的一套自动折叠机构4，实现该展收折叠模块的收拢与展开，如图3、图4所示。

所述自动折叠机构4采用平面八杆机构，具有一个自由度，包括第一～第六连杆401～406、滑块407与三角板408。其中，第一连杆401长2米，第一连杆401上滑动安装有滑块407，形成移动副；第一连杆401的输出端与第二连杆402的输入端铰接，形成转动副。第二连杆402长2.95米，第二连杆402的输出端与第三连杆403的输入端铰接，形成转动副，第三连杆长1.95米。第四连杆404长1.3米，第四连杆404的输入端固定于滑块407上；第四连杆404的输出端铰接于第二连杆402中部，形成转动副。第五连杆405长2.2米，第五连杆405的输入端铰接于第四连杆404中部，形成转动副。三角板三边L1、L2、L3的长度分别为0.5米、0.9米与1.1米，第五连杆405的输出端与三角板408中L1和L3的交点处铰接，形成转动副。第六连杆406长为2.2米，第六连杆406的输入端与三角板408中L1和L2的交点处铰接，形成转动副；第六连杆406的输出端与第三连杆403的输出端铰接，形成转动副。上述三角板408中L2和L3的交点处铰接于第二连杆402上，铰接处靠近第二连杆402的输出端位置。

在展收折叠模块中，相邻的两个天线内板2内侧所安装的背板501相对侧边铰接于第二连杆402上，形成转动副；相邻的两个天线外板3内侧所安装的背板501相对侧边铰接于第三连杆403上，形成转动副。由此，通过驱动机构驱动滑块407沿第一连杆401滑动，可实现可折展圆形平面天线的收拢与展开。当驱动滑块407朝向可折展圆形平面天线内侧移动时，可带动第二连杆402向内转动，实现天线内板2相对于天线板心1的内向收拢；同时第三连杆403向外转动，实现天线外板相对于天线内板2的外向收拢，完成展收折叠模块的收拢。当驱动滑块407朝向可折展圆形平面天线外侧移动时，可带动第二连杆402向外转动，实现天线内板2相对于天线板心1的外向展开；同时第三连杆403向内转动，实现天线外板3相对于天线内板2的内向展开，完成展收折叠模块展开。上述第二连杆上402与第三连杆403连接处，安装有扭簧，扭簧两端分别与第二连杆和第三连杆固定连接，由此实现天线内板2和天线外板3折叠方向的唯一性。

可折展圆形平面天线周向上的12组展收折叠模块中相邻的展收折叠模块之间，相邻的天线内板2与天线外板3外侧端部通过球铰6相连。由此，通过驱动机构驱动全部自动折叠机构4中的滑块同步滑动，即可实现可折展圆形平面天线的收拢与展开。在可折展圆形平面天线收拢过程中，相邻展收折叠模块相连的球铰到第二连杆402的水平距离不断减小，同圆周上的所有球铰组成的圆形半径也随之减小，此时展收折叠模块中的两个天线内板2间，以及两个天线外板3绕第二连杆402同相转动折叠；在可折展圆形平面天线完全收拢时，使圆形天线面板直径收拢至4米，收缩比在3～4之间。在可折展圆形平面天线展开过程中，相邻展收折叠模块相连的球铰到第二连杆402的水平距离不断增大，同圆周上的所有球铰组成的圆形半径也随之增大，此时展收折叠模块中的两个天线内板2间，以及两个天线外板3绕第二连杆402同相反向转动打开；在可折展圆形平面天线完全展开时，所有天线内板2、天线外板3与天线板心1间形成整体半径13米的圆形天线面板。

Claims (3)

1.一种大型两级可折展圆形平面天线，其特征在于：沿径向分为三层结构，由内至外分别为天线板心、天线内板与天线外板；天线内板与天线外板沿天线板心周向分布，位置一一对应；令相对应的天线内板与天线外板为一组天线模块，相邻的两组天线模块作为一组展收折叠模块；每组展收折叠模块安装于一套自动折叠机构上，通过自动折叠机构控制展收折叠模块中两组展收折叠模块的天线内板与天线外板间的收拢与展开；同时相邻的展收折叠模块中，相邻的天线外板间通过球铰相连，实现在两组展收折叠模块的天线内板与天线外板间收拢与展开的同时，天线内板间与天线外板间的折叠与打开；且全部天线内板与天线外板完全展开时，天线内板、天线外板与天线板心间共同构成整体圆形结构；

所述自动折叠机构采用平面八杆机构，具有一个自由度，包括第一～第六连杆、滑块与三角板；其中，第一连杆上滑动安装有滑块，形成移动副；第一连杆的输出端与第二连杆的输入端铰接，形成转动副；第二连杆的输出端与第三连杆的输入端铰接，形成转动副；第四连杆的输入端铰接于滑块上；第四连杆的输出端铰接于第二连杆中部，形成转动副；第五连杆的输入端铰接于第四连杆中部，形成转动副；第五连杆的输出端与三角板的A端铰接，形成转动副；第六连杆的输入端与三角板的B端铰接，形成转动副；第六连杆的输出端与第三连杆的输出端铰接，形成转动副；三角板的C端铰接于第二连杆上，铰接处靠近第二连杆的输出端位置；在展收折叠模块中，相邻的两个天线内板相对侧边铰接于第二连杆上，形成转动副；相邻的两个天线外板相对侧边铰接于第三连杆上，形成转动副。

2.如权利要求1所述一种大型两级可折展圆形平面天线，其特征在于：天线内板与天线外板内壁上安装有天线背架。

3.如权利要求1所述一种大型两级可折展圆形平面天线，其特征在于：第二连杆上与第三连杆连接处，安装有扭簧，扭簧两端分别与第二连杆和第三连杆固定连接。