星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法与流程

本发明属于静电成形薄膜可展开天线及其应用技术领域，尤其涉及一种星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法。

背景技术：

目前，薄膜天线是近年提出的一种新型星载可展开天线形式，其工作原理是在特殊薄膜材料上镀一层金属反射介质，然后使薄膜在一定外力的作用下形成指定形状，达到反射电磁波的目的。薄膜天线具有传统反射面天线无法替代的优势，具有质量超轻、收拢体积小、易于折叠和展开等特点，可以应用于X和Ku波段，甚至更高频段，能够同时满足空间天线对大口径、高精度以及超轻质量等技术指标的要求，是未来空间可展开天线的研究热点和发展方向之一。与其他形式的薄膜天线相比，静电成形薄膜反射面天线由于面密度低且能通过静电调整实现实时形面控制而受到广泛关注。静电成形反射面是在镀金属的聚酰亚胺薄膜背部装配一定数量的分布电极，通过薄膜和电极之间的电势差产生的静电力来控制薄膜的形状。其面形的控制主要是基于电极上电势的大小及分布。静电成形薄膜反射面天线的反射面曲率一般较大(焦径比较小)，所以反射面不同部分所需静电力的大小不同，因此需要众多的电极来共同控制以满足反射面的精度需求。由于天线的电极是铺于某一可展开结构(如ASTROMESH)之上。

由于太空恶劣的工作环境，即在热环境变化导致静电成形薄膜反射面天线的支撑索网或薄膜本身发生形面变形时，为保持高精度，需要对不同位置的电极的电压进行不同配置，同时对电极的加工工艺进行控制，为静电成形薄膜反射面提供合理的电压值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法，旨在解决静电成形薄膜反射面由于基础电极索网制作精度不高而导致静电薄膜反射面的精度问题，实现不同位置的电极间电压不同且不产生放电现象。

本发明针对静电成形薄膜可展开天线的基础电极索网制作过程，通过将索网对应位置的电极膜片进行不同的处理，使各三角形电极膜片均能适当包裹在索网上，实现了基础电极索网的电极分区及防止放电现象的产生。本发明是这样实现的，一种星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法，所述星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法包括如下步骤：

步骤一，根据设计要求设计基础索网结构；

步骤二，进行静电成形薄膜反射面天线的电极布局；

步骤三，将索网的镜面对称拓扑作为基础索网电极的拓扑，对所有的三角形进行归类；

步骤四，依据步骤三分类制作三角形电极片模板；

步骤五，依据步骤四得到的三角形电极片模板，裁剪相应数目的电极片；

步骤六，将电极片粘贴到基础索网上；

步骤七，将相邻电极区域分界处的间隔部分，用离型纸放置在索段及电极片底部，再用胶带条将相邻两片电极粘贴起来；

步骤八，将整个基础电极索网翻转过来，用胶带条将裸露的电极边缘粘起来；

步骤九，用导电布将相同区域的相邻电极片连接起来，实现同一电极区域电流导通；

步骤十，用宽胶带条粘贴在导电布上。

进一步，所述步骤三具体包括如下步骤：

第一步，将三角形电极片分为两大类：沿拓扑最外圈边界上的三角形归为A类，其余为B类；

第二步，将A类电极片和B类电极片分别进行分类：三角形三边均属同一电极区域的电极片归为第I类，三角形至少一边与其他电极区域相邻的电极片归为第II类；

第三步，将第I类电极片和第II类电极片分别再分类：根据索长信息，将全等的三角形归为一类。

进一步，所述步骤四具体包括如下步骤：

(1)根据电极的拓扑及索长信息，确定电极模板的尺寸，并在硬纸板上画出三角形片的形状；

(2)将三角形的三个顶点沿其所对边的垂直方向向内移动15mm，避免包裹索网时电极片与索网节点处的纽扣冲突；

(3)若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将三角形的三边分别平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量；

(4)若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而与别的电极区域相邻的边平行向内移动5.5mm；

(5)若为A类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而位于整体拓扑最外圈边界上的边平行向外移动15mm；

(6)若为A类电极片，则：对于第II类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而与别的电极区域相邻的边平行向内移动5.5mm，另外，位于整体拓扑最外圈边界上的边平行向外移动15mm；

(7)将依据步骤(1)～(6)得到的三角形模板，依据步骤三进行编号。

进一步，所述步骤五具体包括如下步骤：

1)将聚酰亚胺薄膜自然铺在水平玻璃桌面上；

2)将模板轻放在步骤1)铺设的薄膜上；

3)一手轻压模板，一手握美工刀，使美工刀与水平面成30°角，沿模板边沿匀速切割薄膜；

4)在步骤3)裁剪的薄膜片上，标好每条边的长度，并标注该片三角形电极片的编号。

进一步，所述步骤六具体包括如下步骤：

(1)将基础索网自然平铺于工作台上，用泡沫双面胶将索网纽扣粘在工作台上，达到固定索网的目的，注意索段拉直即可，不要张紧；

(2)将电极片按照编号放至对应位置；

(3)若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，三边均用电极片预留的边缘裹住索段，并用胶带条用力较轻且均匀的逐条进行粘贴；

(4)若为B类电极片，则：对于第II类三角形电极，位于电极区域内的边依据步骤503进行粘贴，位于电极区域边界的边，则暂不处理；

(5)若为A类电极片，依据步骤(3)进行粘贴；

(6)依据步骤(2)～(5)，将所有的三角形电极片粘贴与基础索网上。

本发明提供的星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法，实现了基础电极防放电、少褶皱、分区电极的特点；通过将设计好的电极片附着到索网上，相同区域电极导通，不同区电极绝缘处理，达到为薄膜反射面提供静电力的目的。本发明具有工艺易实现，操作方便的特点，适用于实现防放电基础电极索网的工程实现；通过充分了解聚酰亚胺薄膜柔度高，刚度低的特点，对薄膜电极的粘贴工艺进行了研究，实现了基础电极面要求的制作。该发明能够有效将薄膜粘贴在索网上，可有效避免褶皱，及电极面通电后产生的各种放电现象，同时操作步骤的实现较简单。与本发明根据静电成形薄膜反射面天线的特点，通过一些技术及工艺手段，实现了基础电极防放电、少褶皱、分区电极的特点：通过聚酰亚胺胶带将设计好的电极片包裹到索网上，同一个电极通道的三角形薄膜片之间通过导电布连接，不同通道相邻的电极间隔一定的距离，实现了电极分区，避免了不同区电极交界处放电；通过将电极片的三个顶角截掉15mm，避免了尖端放电现象；通过将裸露在空气中的导电布用胶带粘贴以隔绝空气，避免了同区电极导电布处放电现象；通过同环电极预留12mm包裹余量的方式，减少了所有电极片贴完后产生的累计误差导致的褶皱现象。本发明工艺易实现，操作方便，达到了为薄膜反射面提供静电力且防止放电的目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基础索网实物图。

图3是本发明实施例提供的静电成形薄膜反射面电极布局示意图。

图4是本发明实施例提供的三角形电极片模板示意图。

图5是本发明实施例提供的电极片粘贴示意图。

图6是本发明实施例提供的相邻电极区域分界处粘贴示意图。

图7是本发明实施例提供的同电极区导电布粘贴示意图。

图8是本发明实施例提供的导电布密封示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例的星载静电成形薄膜反射面可展开天线电极防放电粘贴方法包括以下步骤：

S101：根据设计要求设计基础索网结构,如图2所示；

S102：进行静电成形薄膜反射面天线的电极布局,如图3所示；

S103：考虑到薄膜电极需将金属面朝下利于连接导线，为加工裁剪方便，将索网的镜面对称拓扑作为基础索网电极的拓扑，对所有的三角形进行归类；

S104：依据步骤S103分类制作三角形电极片模板,如图4所示；

S105：依据步骤S104得到的三角形电极片模板，裁剪相应数目的电极片；

S106：将电极片粘贴到基础索网上,如图5所示；

S107：将相邻电极区域分界处的间隔部分，用离型纸放置在索段及电极片底部，再用胶带条将相邻两片电极粘贴起来,如图6所示；

S108：将整个基础电极索网翻转过来，用胶带条将裸露的电极边缘粘起来；

S109：用导电布将相同区域的相邻电极片连接起来，实现同一电极区域电流导通,如图7所示；

S110：用宽胶带条粘贴在导电布上，防止导电布裸露在空气中产生放电现象,,如图8所示。

步骤S103中所述的三角形归类的具体步骤如下：

步骤201：将三角形电极片分为两大类：沿拓扑最外圈边界上的三角形归为A类，其余为B类；

步骤202：将A类电极片和B类电极片分别进行分类：三角形三边均属同一电极区域的电极片归为第I类，三角形至少一边与其他电极区域相邻的电极片归为第II类；

步骤203：将第I类电极片和第II类电极片分别再分类：根据索长信息，将全等的三角形归为一类。

步骤S104中所述的模板制作具体步骤如下：

步骤301：根据电极的拓扑及索长信息，确定电极模板的尺寸，并在硬纸板上画出三角形片的形状,如图4(a)所示；

步骤302：将三角形的三个顶点沿其所对边的垂直方向向内移动15mm，避免包裹索网时电极片与索网节点处的纽扣冲突,如图4(b)所示；

步骤303：若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将三角形的三边分别平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量,如图4(c)所示；

步骤304：若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而与别的电极区域相邻的边平行向内移动5.5mm,如图4(d)所示；

步骤305：若为A类电极片，则：对于第I类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而位于整体拓扑最外圈边界上的边平行向外移动15mm,如图4(e)所示；

步骤306：若为A类电极片，则：对于第II类三角形电极，在硬纸板上，将电极区域内的边平行向外移动12mm，为包裹索段预留余量，而与别的电极区域相邻的边平行向内移动5.5mm，另外，位于整体拓扑最外圈边界上的边平行向外移动15mm,如图4(f)所示；

步骤307：将依据步骤301～306得到的三角形模板，依据步骤103进行编号，便于管理。

步骤S105中所述的电极片裁剪具体步骤如下：

步骤401：将聚酰亚胺薄膜自然铺在水平玻璃桌面上；

步骤402：将模板轻放在步骤401铺设的薄膜上；

步骤403：一手轻压模板，一手握美工刀，使美工刀与水平面成30°角，沿模板边沿匀速切割薄膜；

步骤404：在步骤403裁剪的薄膜片上，标好每条边的长度，并标注该片三角形电极片的编号。

步骤106中所述的电极片粘贴具体步骤如下：

步骤501：将基础索网自然平铺于工作台上，用泡沫双面胶将索网纽扣粘在工作台上，达到固定索网的目的，注意索段拉直即可，不要张紧；

步骤502：将电极片按照编号放至对应位置；

步骤503：若为B类电极片，则：对于第I类三角形电极，三边均用电极片预留的边缘裹住索段，并用胶带条用力较轻且均匀的逐条进行粘贴；

步骤504：若为B类电极片，则：对于第II类三角形电极，位于电极区域内的边依据步骤503进行粘贴，位于电极区域边界的边，则暂不处理；

步骤505：若为A类电极片，依据步骤503进行粘贴；

步骤506：依据步骤502～505，将所有的三角形电极片粘贴与基础索网上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。