一种抛物柱面天线装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种抛物柱面天线装置，包括抛物柱面面板、支撑架结构、馈源、馈源支架及基础。抛物柱面面板采用不同成形方法制成的抛物柱面反射面，所述抛物柱面面板结构分为加工成抛物面形和不加工成抛物面的平面形两种；所述支撑架结构采用大跨度桁架结构梁和支撑柱结构,所述支撑柱结构采用单柱型或爪状型等多种支撑柱结构型式；所述大跨度桁架结构梁采用桁架结构型式；本发明的优点是：可以实现对大面积天区进行长时间、高精度的观测；能够在各种恶劣的工作环境下工作，整体的天线结构受力均匀，天线面精度较高；具有可在一个单元天线轴线上安装较多馈源的优点。
【专利说明】一种抛物柱面天线装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抛物柱面天线装置，特别是涉及一种由桁架结构组成的轴向跨度较大的抛物柱面天线装置，属于天线【技术领域】。
【背景技术】
[0002]抛物柱面天线的横截面方向截面图是抛物线形状图；抛物柱面天线在纵截面方向上是一条直线，从而整个反射面是一个抛物柱面。抛物柱面形天线具有不对称的天线电性能方向图，它一般可以作为宽视角的观测天线或作为多馈源的阵列天线使用，成为一种较特殊的天线阵。这种特殊的天线阵具有视野宽、结构简单、组阵方便等特点，主要用于射电天文观测、空间碎片观测、警戒雷达搜索观察等应用场合。
[0003]由于抛物柱面天线抛物面方向口径较大，长度方向又比较长，往往规模较大。所以在天线设计，特别在结构设计上要注意结构设计应简单、运输安装要方便、重量应该轻些，制造成本应该低些。这给天线设计，特别是天线结构的设计提出了较高的要求。
[0004]目前，传统现有的天线所存在的主要缺点如下:
[0005]1.目前现有的天线分为光学望远镜和射电望远镜，其中射电望远镜大部分为蝶形天线；
[0006]2.现有的射电望远镜视场较小，无法既观测大面积的天区又对每个像素长时间积分；
[0007]3.现有天线无法实现对大面积天区进行长时间、高精度的观测；
[0008]4.在现有的射电望远镜中，不适于上述频段的21cm观测；有的虽然工作在这一频段，但视场比较小，更适合针对特定目标天体或天区的观测，而不适合大天区面积的长期观测。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的抛物柱面天线装置。
[0010]本发明包括抛物柱面面板、支撑架结构、馈源、馈源支架及基础。抛物柱面面板采用不同成形方法制成的抛物柱面反射面，所述抛物柱面面板结构分为加工成抛物面形和不加工成抛物面的平面形两种；所述支撑架结构采用大跨度桁架结构梁和支撑柱结构，所述支撑柱结构采用单柱型或爪状型等多种支撑柱结构型式；所述大跨度桁架结构梁采用桁架结构型式；安装所述馈源支架由大跨度镂空桁架、瘦形塔架和拉索组成；所述大跨度桁架结构梁上有馈源安装滑道，所述馈源支架可以在滑道上滑移，滑移能变换馈源间的间距并产生多种基线；所述大跨度桁架结构梁由位于天线柱面外两端的瘦形桁架塔结构支撑，瘦形桁架塔加拉索加固；柱面天线顶点轴线方向有可运行维修车的通道；当维修车进入通道前，先把顶点处的短面板向两边掀开，这样便会露出维修车可运行的通道。维修车能进入天线内，方便对天线，特别是对馈源进行安装维修及更换。
[0011]所述抛物柱面天线的横截面方向截面图是抛物线形状图；在纵截面方向上是一条直线，从而整个反射面是一个抛物柱面，抛物柱面的面板结构可以分加工成抛物面形和不加工成抛物面的平面形两种；后一种为网状丝网加宽平边框结构，其特点是在工厂组装时，面板仅组装成平面形，但支撑面板的支撑架结构上弦弧面必须成抛物线形，在现场，把平面形面板铺到支撑架结构上弦弧面上，面板就成为抛物柱面形。
[0012]本发明的优点如下:
[0013]I)本发明可以实现对大面积天区进行长时间、高精度的观测；
[0014]2)本发明能够在各种恶劣的工作环境下工作，整体的天线结构受力均匀，天线面精度较高；
[0015]3)本发明具有可在一个单元天线轴线上安装较多馈源的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的3排爪状型抛物柱面天线三维视图；
[0017]图2为本发明的3排爪状型梁架局部三维视图；
[0018]其中，图2(b)是图2(a)的局部放大图；
[0019]图3为本发明的5排单柱型抛物柱面天线三维视图；
[0020]图4为本发明的5排单柱型梁架局部三维视图；
[0021]图5为本发明的天线轴向电性能方向图；
[0022]图6为本发明的天线纵向电性能方向图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述:
[0024]其中图2为5排支撑柱的抛物柱面天线，图1为3排支撑柱的抛物柱面天线。
[0025]所述的抛物柱面反射面采用网状面板，面板长度分长、短两种。短长的面板一般长度在3米以下，安装在中心通道上方；长的板长度为二分之一口径减去短长的面板长度，长度一般在5米以上；网状面板由反射网面和面板框及筋组成；反射网面的幅宽一般为2米左右；面板分为在工厂组装成形或不成形两类，在工厂不成形的抛物柱面形类面板，其边框采用宽平薄钢条或铝条，与网面装成平面形面板，但这样就必须要求反射面支撑结构上表面成形，如成形成抛物面线型。平面形面板在现场安装到成抛物面线型的反射面支撑结构上后，就成为抛物面面型的反射面。在工厂组装成抛物面型类的面板，其面板框架采用型材，型材需要拉伸成形，并在工厂组装成抛物面型面板组合结构。这类面板的天线支撑结构上弦支撑面的要求可降低，面板在现场安装时可以通过支撑点的支承螺栓调整，填充垫板等，使面板有一定精度的型面精度。
[0026]所述的反射面支撑结构一般可以按面板宽度，设计成多支撑柱的结构，支撑柱分长度方向支撑柱和口径方向支撑柱两种。但这样会增加基础的施工量，为此我们提出大跨度龙门支撑结构概念及设计方案。如设计40米长的抛物柱面天线长度方向采用5排支撑柱，甚至采用3排支撑柱。支撑柱结构采用单柱型或爪状型等多种支撑柱结构型式。当单跨度增大时就要变化柱支撑背架结构时支撑点的结构型式。采用爪状型散开式结构或树杈散开式结构。
[0027]所述的馈源支架一般是多支撑柱结构型式，天线柱支撑结构对馈源电性能有影响，辐射时会产生遮挡阴影。为此我们设计了大跨度镂空梁结构，由遮挡很小的桁架结构组成镂空梁结构；整个桁架梁结构由处于天线面外的细塔结构组成，为了稳固，细塔用索拉紧。在镂空桁架梁上装馈源支撑滑道，这样可以方便馈源间距的调整，产生多种基线，为天线相干服务。
[0028]为了方便调整馈源，在抛物柱面天线中心轴线方向设计了馈源安装维修调整的通道。使用时，先把中心区面板向两边掀开，使维修车可以进入天线中心通道进行作业；作业完后，维修车退出，重新把中心短面板翻转到原位置上。
[0029]在本发明实施例中，暗能量探测天线阵的抛物柱面天线，抛物面口径为15米，焦径比为0.38，柱面长度为40米。根据上述要求设计了二种类型的抛物柱面天线结构方案，如图1和图3。
[0030]如图1和图3所示，两种不同结构的抛物柱面天线均有馈源支架1、抛物柱面反射面2、反射面支撑结构3、支撑柱4、基础5，6及馈源7组成。抛物柱面反射面2又包括长面板2-1和短面板2-2两部分组成，抛物柱面反射面2通过铆钉或螺栓固定在反射面支撑结构3上。反射面支撑结构3通过焊接，连接在5排单柱型或3排爪状型支撑柱4上。馈源支架I和支撑柱4分别通过螺栓国定在基础5上。通道6位于短面板2-2下方，当需要安装或维修时掀起短面板2-2就可以使用通道6。
[0031]如图1所示，3排爪状型天线的馈源支架I采用镂空梁结构，由细塔1-1、索1-2及横梁1-3等组成。横梁1-3通过焊接连接在细塔1-1。细塔1-1通过用索1-2拉紧，起固定作用。
[0032]图2和图4分别为图1和图3两种天线的馈源支架的局部放大图，图2中的馈源安装板1-4安装在馈源桁架上1-3上，馈源7安装在馈源桁架1-3上。图4中的馈源安装板1-1安装在馈源桁架上1-3上，馈源7安装在馈源桁架1-3上。
[0033]图5和图6分别为本发明的天线轴向和纵向的电性能方向图。
[0034]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种抛物柱面天线装置，其特征在于，包括抛物柱面面板、支撑架结构、馈源、馈源支架及基础，抛物柱面面板采用不同成形方法制成的抛物柱面反射面，所述抛物柱面面板结构分为加工成抛物面形和不加工成抛物面的平面形两种；所述支撑架结构采用大跨度桁架结构梁和支撑柱结构，所述支撑柱结构采用单柱型或爪状型等多种支撑柱结构型式；所述大跨度桁架结构梁采用桁架结构型式；安装所述馈源支架由大跨度镂空桁架、瘦形塔架和拉索组成；所述大跨度桁架结构梁上有馈源安装滑道，所述馈源支架可以在滑道上滑移，滑移能变换馈源间的间距并产生多种基线；所述大跨度桁架结构梁由位于天线柱面外两端的瘦形桁架塔结构支撑，瘦形桁架塔加拉索加固；柱面天线顶点轴线方向有可运行维修车的通道。
2.如权利要求1所述的一种抛物柱面天线装置，其特征在于，所述抛物柱面天线的横截面方向截面图是抛物线形状图；在纵截面方向上是一条直线，从而整个反射面是一个抛物柱面，抛物柱面的面板结构可以分加工成抛物面形和不加工成抛物面的平面形两种；后一种为网状丝网加宽平边框结构，其特点是在工厂组装时，面板仅组装成平面形，但支撑面板的支撑架结构上弦弧面成抛物线形，在现场，把平面形面板铺到支撑架结构上弦弧面上，面板就成为抛物柱面形。
【文档编号】H01Q15/16GK103972661SQ201410210140
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】施浒立, 朱加炉, 张巨勇, 刘涛 申请人:中国科学院国家天文台