一种自回弹可重构星载可展开天线的制作方法

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种自回弹可重构星载可展开天线。

背景技术：

缠绕肋型天线具有收纳率高，结构重量轻，展开可靠性高，机构设计简单等诸多优点。但由于辐射肋刚柔特性难以兼顾，导致形面精度及在轨稳定性较差，现有的缠绕肋型天线存在一些缺点，如反射面形面精度较差，天线结构的刚度及稳定性较差。归根结底的原因，是其薄壁辐射肋缠绕时所需具备的柔性与展开后所需具备的刚性相矛盾，两者难以兼顾。此外，反射面的精度也无法保证。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的缠绕肋型天线薄壁辐射肋缠绕时所需具备的柔性与展开后所需具备的刚性相矛盾，反射面形面精度较差。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自回弹可重构星载可展开天线。

本发明是这样实现的，一种自回弹可重构星载可展开天线，所述自回弹可重构星载可展开天线设置有：

一个中心轮筒；

多个可变体抛物线辐射肋缠绕于中心轮筒；

薄膜反射面呈环形凹凸状收拢于缠绕态的可变体抛物线辐射肋之间。

进一步，所述六个可变体抛物线辐射肋采用三程形状记忆聚合物材料。

进一步，所述薄膜反射面包括金属反射层、膜层以及形状记忆作动器层；

所述金属反射层、膜层利用镀有金属反射层的膜面采用热塑热压成型的方法一次形成抛物面；形状记忆作动器层打印于薄膜反射面背面。

进一步，所述形状记忆作动器层采用蜂窝式结构，每个蜂窝之间采用形状记忆铰链连接。

本发明的优点及积极效果为：采用由增强型聚合物制造的具有多自由度可变体功能的可变体抛物线辐射肋，整个展开结构只有可变体抛物线辐射肋与可缠绕的碳纤维中心轮筒，结构简单，可实现自回弹功能，无需传统缠绕肋天线由中心轮筒与齿轮传动机构构成的复杂展开收拢结构，增加了天线的服役可靠性。在反射膜面背面附着形状记忆作动器层，在空间热辐射作用下的变形趋势相互抵消，有效缓解膜面在空间热辐射作用下热变形，提高反射膜面在轨精度；形状记忆作动器层采用蜂窝式结构，也可有效降低天线重量。根据当前的技术发展，缠绕类天线形面精度为0.5～2.5mm，面密度大于0.7kg/m²，天线工作频率可达1.6～40ghz，可满足低频、中高频波段的需求。本发明所提出的天线类型结构型式以及所具有的在轨自调节功能，使得天线形面精度大大提高，设计目标为0.1mm；随着结构刚度的提高，收纳比可小于0.05；面密度，不大于0.4kg/m²。可满足高频波段的需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自回弹可重构星载可展开天线结构示意图；

图2是本发明实施例提供的薄膜反射面结构示意图；

图中：1、中心轮筒；2、可变体抛物线辐射肋；3、薄膜反射面；3-1、金属反射层；3-2、膜层；3-3、形状记忆作动器层。

图3是本发明实施例提供的形状记忆作动器层结构示意图；

图中：(a)聚合物蜂窝结构；(b)可抗弯形状记忆铰链。

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，本发明实施例提供的自回弹可重构星载可展开天线包括：中心轮筒1、可变体抛物线辐射肋2、薄膜反射面3。

可变体抛物线辐射肋2缠绕于中心轮筒1，薄膜反射面3呈环形凹凸状收拢于缠绕态的可变体抛物线辐射肋2之间，

可变体抛物线辐射肋2采用三程形状记忆聚合物材料设计制造，薄膜反射面3膜面分为三层，如图2所示，包括金属反射层3-1、膜层3-2以及形状记忆作动器层3-3。金属反射层3-1、膜层3-2利用镀有金属反射层的膜面采用热塑热压成型的方法一次形成抛物面；形状记忆作动器层3-3打印于薄膜反射面3背面。形状记忆作动器层结构型式如图3所示。

本发明的工作原理：

可变体抛物线辐射肋一次调节通电升温后，逐渐展开，薄膜反射面在六根可变体抛物线辐射肋的牵引下逐渐旋转展开；展开后，继续持续对可变体抛物线辐射肋通电调温，可变体抛物线辐射肋二次变体，沿宽度方向，即整体天线轴向收拢，变为波纹板状，增加了可变体抛物线辐射肋抗弯刚度。薄膜反射面的金属反射层与膜层的成型方法是利用镀有金属反射层的膜面采用热塑热压成型的方法一次形成抛物面，精度到达目标精度50μm。然后将成型薄膜置于高精度基体上采用一体化喷射成形的制造方法，将形状记忆作动器层打印于薄膜背面。形状记忆作动器层采用蜂窝式结构，每个蜂窝之间采用形状记忆铰链连接，形状记忆铰链与膜面在空间热辐射作用下的热变形趋势相互抵消，从而有效缓解膜面在空间热辐射作用下热变形，达到提高膜面在轨控形的目的。

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。

技术特征：

技术总结
本发明属于天线技术领域，公开了一种自回弹可重构星载可展开天线，设置有：一个中心轮筒；多个可变体抛物线辐射肋缠绕于中心轮筒；薄膜反射面呈环形凹凸状收拢于缠绕态的可变体抛物线辐射肋之间。本发明采用由增强型聚合物制造的可变体抛物线辐射肋，展开结构只有可变体抛物线辐射肋与可缠绕的碳纤维中心轮筒，结构简单，可实现自回弹功能，无需传统缠绕肋天线由中心轮筒与齿轮传动机构构成的复杂展开收拢结构，增加了天线的服役可靠性；在反射膜面背面附着形状记忆作动器层，在空间热辐射作用下的变形趋势相互抵消，有效缓解膜面在空间热辐射作用下热变形，提高反射膜面在轨精度；采用蜂窝式结构，也可有效降低天线重量。

技术研发人员：蒋翔俊;李亚妮;黄进;杜敬利;杨东武;赵鹏兵;张逸群
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2017.04.22
技术公布日：2017.09.29