CN108448257A - 机械式极化切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式极化切换装置，涉及天线极化装置技术领域，以缓解现有技术中机械式固定安装极化装置不能实现极化方向的自动切换和旋转后端网络的极化切换装置机构复杂成本较高的技术问题。该机械式极化切换装置，包括极化器以及转动切换装置；所述转动切换装置包括驱动机构以及第一传动机构；所述驱动机构与所述第一传动机构连接，用于带动所述第一传动机构沿第一方向或第二方向转动；所述第一传动机构与所述极化器连接，用于同步带动所述极化器到达第一工位或者第二工位；所述第一方向和所述第二方向相反。本发明实现了极化器的左旋极化和右旋极化的自动切换，且结构简单紧凑，成本较低。

Description

机械式极化切换装置

技术领域

本发明涉及天线极化装置技术领域，尤其涉及一种机械式极化切换装置。

背景技术

目前在卫星通信领域Ka频段因为其性能优势逐步成为主流。Ka 的极化形式为圆极化，其具有两种极化方向即左旋极化和右旋极化，天线的极化方向需要根据目标卫星的极化方式确定天线的极化方向。

传统上Ka天线的极化装置有机械式固定安装形式和后端网络旋转式两种结构形式。

机械式固定安装极化装置，因为不能实现极化方向的自动切换，所以只能实现与固定卫星的通讯。

旋转后端网络的极化切换装置，因为需要在后端网络与前端馈源网络之间设计Ka圆波导旋转关节，导致其结构复杂成本较高。

因此，现有技术的天线极化方向的切换存在机械式固定安装极化装置不能自动切换极化方向，旋转后端网络的极化切换装置机构复杂成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械式极化切换装置，以缓解现有技术中机械式固定安装极化装置不能实现极化方向的自动切换和旋转后端网络的极化切换装置机构复杂成本较高的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种机械式极化切换装置，包括极化器以及转动切换装置；

所述转动切换装置包括驱动机构以及第一传动机构；

所述驱动机构与所述第一传动机构连接，用于带动所述第一传动机构沿第一方向或第二方向转动；

所述第一传动机构与所述极化器连接，用于同步带动所述极化器沿所述第一方向旋转至第一工位，或者，同步带动所述极化器沿所述第二方向转动旋转至第二工位；

所述第一方向和所述第二方向相反。

更进一步地，

所述第一传动机构包括第一带轮、第二带轮以及第一皮带；

所述第一带轮与所述驱动机构连接；

所述第二带轮与所述极化器连接；

所述第一皮带缠绕于所述第一带轮和所述第二带轮上。

更进一步地，

所述第一带轮的直径小于所述第二带轮的直径。

更进一步地，

所述机械式极化切换装置还包括角度测量装置，所述角度测量装置用于测量所述极化器的旋转角度。

更进一步地，

所述角度测量装置包括第二传动机构以及角度测量机构；

所述第二传动机构分别与所述第二带轮和所述角度测量机构连接，用于将所述第二带轮的转动量传递至所述角度测量机构。

更进一步地，

所述第二传动机构包括第三带轮和第二皮带；

所述第二皮带缠绕于所述第二带轮和所述第三带轮上。

更进一步地，

所述第三带轮的直径小于所述第二带轮的直径。

更进一步地，

所述机械式极化切换装置还包括机架，所述极化器、所述转动切换装置以及所述角度测量装置均安装于所述机架。

更进一步地，

所述极化器下部设置有与所述极化器同轴连接的馈源转子轴。

更进一步地，

所述馈源转子轴与所述机架之间设置有轴承。

结合以上技术方案，本发明带来的有益效果分析如下：

本发明提供的机械式极化切换装置，包括极化器以及转动切换装置，转动切换装置包括驱动机构以及第一传动机构，驱动机构与第一传动机构连接，第一传动机构与极化器连接，驱动机构能够沿第一方向和第二方向旋转且第一方向和第二方向相反，驱动机构带动第一传动机构进而带动极化器，从而极化器能够沿第一方向旋转到第一工位或者沿第二方向旋转到第二工位，改变驱动装置的旋转方向便可以将极化器从第一工位旋转到第二工位或者从第二工位旋转到第一工位，从而实现了极化器左旋极化和右旋极化的切换，进而实现与不同卫星的通信。并且，本发明通过驱动机构和第一传动机构便实现了极化器的左旋极化和右旋极化的自动切换，结构简单紧凑，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械式极化切换装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的转动切换装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的角度测量装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的机械式极化切换装置的俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的沿图4中A－A面的剖视示意图。

图标：1－极化器；2－转动切换装置；21－驱动机构；22－第一传动机构；221－第一带轮；222－第二带轮；223－第一皮带；3－角度测量装置；31－第二传动机构；311－第三带轮；312－第二皮带；32－角度测量机构；4－机架；5－馈源转子轴；6－轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

实施例1

本实施例提供一种机械式极化装置，请一并参照图1至图5。

该机械式极化切换装置包括极化器1以及转动切换装置2；

转动切换装置2包括驱动机构21以及第一传动机构22；

驱动机构21与第一传动机构22连接，用于带动第一传动机构22沿第一方向或者第二方向转动；

第一传动机构22与极化器1连接，用于同步带动极化器1沿第一方向旋转至第一工位，或者，同步带动极化器1沿第二方向旋转到第二工位；

第一方向和第二方向相反。

本实施例提供的机械式极化装置可以实现的技术效果分析如下：

本实施例提供的机械式极化切换装置，包括极化器1以及转动切换装置2，转动切换装置2包括驱动机构21以及第一传动机构22，驱动机构21 与第一传动机构22连接，第一传动机构22与极化器1连接，驱动机构21 能够沿第一方向和第二方向旋转且第一方向和第二方向相反，驱动机构21 带动第一传动机构22进而带动极化器1，从而极化器1能够沿第一方向旋转到第一工位或者沿第二方向旋转到第二工位，改变驱动装置的旋转方向便可以将极化器1从第一工位旋转到第二工位或者从第二工位旋转到第一工位，从而实现了极化器1左旋极化和右旋极化的切换，进而实现与不同卫星的通信。并且，本实施例通过驱动机构21和第一传动机构22便实现了极化器1的左旋极化和右旋极化的自动切换，结构简单紧凑，成本较低。

一下对第一传动机构22的形状和结构作详细说明：

例如：

第一传动机构22包括第一带轮221、第二带轮222以及第一皮带223；

第一带轮221与驱动机构21连接；

第二带轮222与极化器1连接；

第一皮带223缠绕于第一带轮221和第二带轮222上。

又例如：

第一传动机构22包括第一链轮、第二链轮和第一链条；

第一链轮与驱动机构21连接；

第二链轮与极化器1连接；

第一链条缠绕于第一链轮和第二链轮上。

再例如：

第一传动机构22包括第一齿轮和第二齿轮。

第一齿轮与驱动机构21连接；

第二齿轮与极化器1连接；

第一齿轮与第二齿轮啮合传动。

以下对驱动机构21的形状和结构作详细说明：

驱动机构21的可选方案中，优选为步进电机，因为步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

第一带轮221的直径小于第二带轮222的直径，上述特征可以取得如下技术效果：

例如：

具体工作过程中，由于第一带轮221的直径小于第二带轮222的直径，所以第一带轮221到第二带轮222的传动过程为减速过程，可以提高第二带轮222的转动精度。

又例如：

当第一传动机构22为链传动时，第一链轮的直径小于第二链轮的直径。

具体工作过程中，由于第一链轮的直径小于第二链轮的直径，所以第一链轮到第二链轮的传动过程为减速过程，并且可以提高第二带轮222的转动精度。

再例如：

当第一传动机构22为齿轮传动时，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。

具体工作过程中，由于第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，所以第一齿轮到第二齿轮的传动过程为减速过程，并且可以提高第二齿轮的转动精度。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

机械式极化切换装置还包括角度测量装置3，角度测量装置3用于测量极化器1的旋转角度。

角度测量装置3与驱动机构21信号连接，当角度测量装置3所测量的极化器1的旋转角度到达预设定角度时，角度测量装置3向驱动机构21发出停止信号，驱动机构21停止转动，极化器1此时旋转到第一工位或第二工位。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

角度测量装置3包括第二传动机构31以及角度测量机构32；

第二传动机构31分别与第二带轮222和角度测量机构32连接，用于将第二带轮222的转动量传递至角度测量机构32。

具体实施过程中，也可以将角度测量机构32与第一带轮221或者第一链轮或者第一齿轮连接。

通过角度测量机构32测量出自身的转动角度，进而根据极化器1与角度测量机构32的传动比计算出极化器1的转动角度。

角度测量机构32的可选方案中，优选为电位计。

以下对第二传动机构31的形状和结构做详细说明：

例如：

第二传动机构31包括第三带轮311和第二皮带312；

第二皮带312缠绕于第二带轮222和第三带轮311上。

又例如：

当第二传动机构31为链传动时，第二传动机构31包括第三链轮和第二链条；

第二链条缠绕于第二链轮和第三链轮上，此时，第二链轮为双排链轮。

再例如：

当第二传动机构31为齿轮传动时，第二传动机构31包括第三齿轮；

第三齿轮与第二齿轮啮合传动。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

第三带轮311的直径小于第二带轮222的直径，上述特征可以取得如下技术效果：

具体工作过程中，由于第三带轮311的直径小于第二带轮222的直径，所以第二带轮222到第三带轮311的传动过程为加速过程，可以提高角度测量机构32的测量精度。

当第二传动机构31为链传动时，第三链轮的直径小于第二链轮的直径，上述特征可以取得如下技术效果：

具体工作过程中，由于第三链轮的直径小于第二链轮的直径，所以第二链轮到第三链轮的传动过程为加速过程，可以提高角度测量机构32的测量精度。

当第二传动机构31为齿轮传动时，第三齿轮的直径小于第二齿轮的直径，上述特征可以取得如下技术效果：

具体工作过程中，由于第三齿轮的直径小于第二齿轮的直径，所以第二齿轮到第三齿轮的传动过程为加速过程，可以提高角度测量机构32的测量精度。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

机械式极化切换装置还包括机架4，极化器1、转动切换装置2以及角度测量装置3均安装于机架4。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

极化器1下部设置有与极化器1同轴连接的馈源转子轴5。

本实施方式的可选方案中，较为优选地，

馈源转子轴5与机架4之间设置有轴承6，轴承6能够将馈源转子轴5 的支撑在机架4上。

实施例2

本实施例提供实施例1的机械式极化切换装置的工作过程，请一并参考图1至图5。

驱动机构21沿第一方向或第二方向转动，带动第二带轮222沿第一方向或第二方向转动，由于极化器1与第二带轮222连接，所以此时极化器1也沿第一方向或第二方向转动，若需要切换极化器1 的极化方向，只需要改变驱动机构21的转动方向即可。

若第一传动机构22为链传动，驱动机构21沿第一方向或第二方向转动，带动第二链轮沿第一方向或第二方向转动，由于极化器1 与第二链轮连接，所以此时极化器1也沿第一方向或第二方向转动，若需要切换极化器1的极化方向，只需要改变驱动机构21的转动方向即可。

若第一传动机构22为齿轮传动，驱动机构21沿第一方向或第二方向转动，带动第二齿轮沿第二方向或第一方向转动，由于极化器1 与第二齿轮连接，所以此时极化器1也沿第二方向或第一方向转动，若需要切换极化器1的极化方向，只需要改变驱动机构21的转动方向即可。

当驱动机构21优选为步进电机时，同时可以通过控制脉冲信号的频率和脉冲数来控制电机转动的转速和停止位置，通过第一传动机构22的传动进而控制极化器1转动的转速和停止位置。

方向电平信号主要是用于控制步进电机旋转的方向。方向电平信号为高电平时，步进电机一个转向；方向电平信号为低电平时，步进电机则换为另一个转向。所以，只要改变方向电平信号就可以改变步进电机的旋转方向，通过第一传动机构22的传动进而可以实现极化器1的左旋极化和右旋极化的切换。

第二带轮222通过第二皮带312带动第三带轮311，进而带动与第三带轮311连接的角度测量机构32，角度测量机构32根据自身的旋转角度和第三带轮311与第二带轮222的传动比计算出第二带轮 222的旋转角度，也即是极化器1的旋转角度。

当第一传动机构22采用链传动时，第二传动机构31也可采用链传动，第二链轮通过第二链条带动第三链轮，进而带动与第三链轮连接的角度测量机构32，角度测量机构32根据自身的旋转角度和第三链轮与第二链轮的传动比计算出第二链轮的旋转角度，也即是极化器 1的旋转角度。

当第一传动机构22采用齿轮传动时，第二传动机构31也可采用齿轮传动，第二齿轮通过与第三齿轮啮合传动，进而带动与第三齿轮连接的角度测量机构32，角度测量机构32根据自身的旋转角度和第三齿轮与第二齿轮的传动比计算出第二齿轮的旋转角度，也即是极化器1的旋转角度。

角度测量装置3还可以与第一带轮221连接，角度测量机构32 根据自身的旋转角度和第一带轮221与第二带轮222的传动比计算出第二带轮222的旋转角度，也即是极化器1的旋转角度。

若第一传动机构22采用链传动，角度测量装置3还可以与第一链轮连接，角度测量机构32根据自身的旋转角度和第一链轮与第二链轮的传动比计算出第二链轮的旋转角度，也即是极化器1的旋转角度。

若第一传动机构22采用齿轮传动，角度测量装置3还可以与第一齿轮连接，角度测量机构32根据自身的旋转角度和第一齿轮与第二齿轮的传动比计算出第二齿轮的旋转角度，也即是极化器1的旋转角度。

当角度测量装置3计算出的极化器1的旋转角度等于预设定角度时，角度测量装置3向驱动机构21发出停止信号，驱动机构21停止旋转，极化器1到达第一工位或第二工位。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机械式极化切换装置，其特征在于，包括极化器以及转动切换装置；

所述转动切换装置包括驱动机构以及第一传动机构；

所述驱动机构与所述第一传动机构连接，用于带动所述第一传动机构沿第一方向或第二方向转动；

所述第一传动机构与所述极化器连接，用于同步带动所述极化器沿所述第一方向旋转至第一工位，或者，同步带动所述极化器沿所述第二方向转动旋转至第二工位；

所述第一方向和所述第二方向相反。

2.根据权利要求1所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述第一传动机构包括第一带轮、第二带轮以及第一皮带；

所述第一带轮与所述驱动机构连接；

所述第二带轮与所述极化器连接；

所述第一皮带缠绕于所述第一带轮和所述第二带轮上。

3.根据权利要求2所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述第一带轮的直径小于所述第二带轮的直径。

4.根据权利要求1－3任一项所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述机械式极化切换装置还包括角度测量装置，所述角度测量装置用于测量所述极化器的旋转角度。

5.根据权利要求4所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述角度测量装置包括第二传动机构以及角度测量机构；

所述第二传动机构分别与所述第二带轮和所述角度测量机构连接，用于将所述第二带轮的转动量传递至所述角度测量机构。

6.根据权利要求5所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述第二传动机构包括第三带轮和第二皮带；

所述第二皮带缠绕于所述第二带轮和所述第三带轮上。

7.根据权利要求5或6所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述第三带轮的直径小于所述第二带轮的直径。

8.根据权利要求5或6所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述机械式极化切换装置还包括机架，所述极化器、所述转动切换装置以及所述角度测量装置均安装于所述机架。

9.根据权利要求8所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述极化器下部设置有与所述极化器同轴连接的馈源转子轴。

10.根据权利要求9所述的机械式极化切换装置，其特征在于，

所述馈源转子轴与所述机架之间设置有轴承。