大口径波束波导天线保型设计的支撑结构及驱动结构的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种大口径波束波导天线保型设计的支撑结构及驱动结构。


背景技术：

2.目前国内外大口径天线保型设计的支撑结构主要有伞型支撑、四点支撑两种设计思路。但是，由于波束波导系统与伞型支撑结构干涉，波束波导型天线的保型设计无法采用伞型支撑结构。而四点支撑结构只有四个点（区域）与中心体连接，很难用于大口径天线尤其是超大口径高精度天线的保型设计，目前世界范围内四点支撑结构形式天线的口径最大为50m。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种大口径波束波导天线保型设计的支撑结构及驱动结构，用以实现大口径波束波导天线的保型设计。
4.根据本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构，包括：
5.支撑平面框架，包括主框梁和四个一分二横梁，所述主框梁具有与四个所述一分二横梁一一对应的四个第一等刚度点，所述四个第一等刚度点位于同一同心圆上，每个所述一分二横梁的中心适于连接至其对应的的第一等刚度点且所述四个一分二横梁的中心顺次连接后适于构造形成方形；
6.两组俯仰驱动框架，设于所述支撑平面框架的一侧且间隔排布，所述两组俯仰驱动框架之间的空间适于容纳所述波束波导天线的波导筒。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述支撑平面框架，还包括：八个二分四横梁，每个所述一分二横梁对应两个所述二分四横梁，所述二分四横梁的中心连接于所述一分二横梁的端部且所述八个二分四横梁的中心顺次连接后适于构造形成正八边形。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述主框梁包括方框，所述四个第一等刚度点分别位于所述方框的四个角。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述两组俯仰驱动框架包括与所述四个第一等刚度点一一对应的四个第二等刚度点，所述第二等刚度点位于其对应的第一等刚度点的正下方。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述俯仰驱动框架，包括：俯仰轴安装支座、框架主梁、以及两组斜梁组件；
11.所述框架主梁包括多个连接梁以及圆弧梁，所述连接梁的两端分别连接所述俯仰轴安装支座与所述圆弧梁；
12.所述多个连接梁包括适于配合所述圆弧梁构造形成半圆的第一连接梁和第二连接梁，所述两组斜梁组件分别设于所述第一连接梁和所述第二连接梁，所述第二等刚度点位于所述斜梁组件。
13.根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构还包括：与所述四个一分二横梁一一对应的四组副面撑腿支撑梁；
14.所述副面撑腿支撑梁的一端与所述一分二横梁的中心连接，所述副面撑腿支撑梁的另一端沿所述支撑平面框架的外侧斜向延伸。
15.根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构还包括：中央圆环，设于所述支撑平面框架的中心，并通过十字支撑梁与所述支撑平面框架连接。
16.根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构还包括：分别设于两组所述俯仰驱动框架的两个平衡箱。
17.根据本实用新型的一些实施例，还包括多组加强结构。
18.根据本实用新型实施例的大口径波束波导天线的驱动结构，包括：
19.支撑结构，为如上所述的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构；
20.驱动件，与所述支撑结构连接，以驱动所述支撑结构转动。
21.采用本实用新型实施例，通过一分二的构建原理，基于四个等刚度点构建了八个等刚度点，扩大了支撑面积，可以适用于大口径天线，而且能够实现保型设计，另外，通过两组俯仰驱动框架的设计、排布，俯仰驱动框架之间的空间可以用于容纳波束波导天线的波导筒，从而能够满足波束波导天线的使用需求。
22.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
23.通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：
24.图1为本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构的主视图；
25.图2为本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构的俯视图；
26.图3为本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构的侧视图；
27.图4为本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构的轴测视图；
28.图5为本实用新型实施例的支撑平面框架俯视图；
29.图6为本实用新型实施例的俯仰驱动框架主视图；
30.图7为本实用新型实施例的大口径波束波导天线的驱动结构的应用示意图。
31.附图标记：
32.支撑结构100，驱动件200，波束波导天线300，波导筒301，
33.支撑平面框架1，一分二横梁11，二分四横梁12，主框梁13，外框131，内框132，抗扭梁14，
34.俯仰驱动框架2，俯仰轴安装支座21，框架主梁22，第一连接梁221，第二连接梁222，圆弧梁223，斜梁组件23，加强支撑梁24，辅助横梁25，稳定结构梁26，
35.十字支撑梁3，
36.中央圆环4，
37.副面撑腿支撑梁5，
38.倒v型梁6，驱动齿弧7，连接横梁8，辅助支撑梁9，
39.平衡箱10。
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。另外，在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
41.参照图1、图4、图5所示，根据本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100，包括：
42.支撑平面框架1，包括主框梁13和四个一分二横梁11。主框梁13为框架结构，一分二横梁11为长条结构。
43.主框梁13具有与四个一分二横梁11一一对应的四个第一等刚度点。可以理解，主框梁13具有四个第一等刚度点，在这里，“第一”没有实际含义，仅仅由于文中出现多处等刚度点，为了区分的目的。
44.四个第一等刚度点位于同一同心圆上。可以理解，存在一个虚拟的圆，四个第一等刚度点均位于该圆线上。
45.每个一分二横梁11的中心适于连接至其对应的的第一等刚度点且四个一分二横梁11的中心顺次连接后适于构造形成方形。
46.每个一分二横梁11的两端也是等刚度点，每个一分二横梁11可以将其对应的一个第一等刚度点扩展成为两个等刚度点，由此，四个一分二横梁11就能够将四个第一等刚度点扩展形成八个等刚度点，从而满足大口径天线的支撑要求，且实现均衡、保型支撑。
47.这里的保型可以理解为保证反射面形状不变的含义，对于大口径天线来说，主反射面重力作用下的绝对变形很大，实际上提高主反射面精度不能只着眼于提高结构的刚度来限制主反射面变形的绝对值，而应采用曲面最佳吻合技术力求变形后的反射面与最佳吻合反射面的偏差最小。这就是保型设计的理念，讲究的是绝对变形的一致即相对变形最小。
48.俯仰驱动框架2，设于支撑平面框架1的一侧且间隔排布，两组俯仰驱动框架2之间的空间适于容纳波束波导天线300的波导筒301。
49.采用本实用新型实施例，通过一分二的构建原理，基于四个等刚度点构建了八个等刚度点，扩大了支撑面积，可以适用于大口径天线，而且能够实现保型设计，另外，通过两组俯仰驱动框架的设计、排布，两组俯仰驱动框架之间的空间可以用于容纳波束波导天线的波导筒，从而能够满足波束波导天线的使用需求。
50.在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
51.根据本实用新型的一些实施例，每个一分二横梁11的中心适于连接至其对应的的
第一等刚度点且四个一分二横梁11的延长线连接后适于构造形成方形。可以理解，一分二横梁11的中心固定至第一等刚度点处。存在一个虚拟的方形，四个一分二横梁11恰恰分别位于方形的四个边上。
52.参照图5所示，根据本实用新型的一些实施例，支撑平面框架1，还可以包括：八个二分四横梁12，每个一分二横梁11对应两个二分四横梁12，二分四横梁12的中心连接于一分二横梁11的端部且八个二分四横梁12的中心顺次连接后适于构造形成正八边形。
53.每个二分四横梁12的两端也是等刚度点，八个二分四横梁12就能够将四个一分二横梁11上的八个等刚度点扩展形成十六个等刚度点，从而进一步满足大尺寸、超大尺寸的天线的支撑要求，且实现均衡、保型支撑。
54.依次类推，可以在二分四横梁12的端部进一步设置四分八横梁，在四分八横梁的端部进一步设置八分十六横梁，...，可以根据实际需求理论上无限扩展。
55.进一步的，根据本实用新型的一些实施例，八个二分四横梁12的延长线顺次连接后适于构造形成正八边形。
56.参照图5所示，根据本实用新型的一些实施例，主框梁13包括外框131和内框132。内框132内接于外框131内，起到强化结构的作用。
57.参照图5所示，根据本实用新型的一些实施例，主框梁13包括方框，四个第一等刚度点分别位于方框的四个角。
58.参照图5所示，根据本实用新型的一些实施例，支撑平面框架1还包括多个抗扭梁14，抗扭梁14可以分布于一分二横梁11、二分四横梁12、外框131、内框132中的任意两者之间，用于提高天线整体的扭转刚度。
59.根据本实用新型的一些实施例，两组俯仰驱动框架2包括与四个第一等刚度点一一对应的四个第二等刚度点，第二等刚度点位于其对应的第一等刚度点的正下方。
60.参照图6所示，根据本实用新型的一些实施例，俯仰驱动框架2，包括：俯仰轴安装支座21、框架主梁22、以及两组斜梁组件23；
61.框架主梁22包括多个连接梁以及两组圆弧梁223，连接梁的两端分别连接俯仰轴安装支座21与圆弧梁223；
62.多个连接梁包括适于配合圆弧梁223构造形成半圆的第一连接梁221和第二连接梁222，两组斜梁组件23分别设于第一连接梁221和第二连接梁222，第二等刚度点位于斜梁组件23。
63.参照图6所示，根据本实用新型的一些实施例，俯仰驱动框架2还包括加多个加强支撑梁24，加强支撑梁24可以设于支撑平面框架1与第一连接梁221、支撑平面框架1与第二连接梁222、支撑平面框架1与俯仰轴安装支座21这三者中的至少一个之间。俯仰驱动框架2可以加强支撑结构100的整体刚度。
64.参照图6所示，根据本实用新型的一些实施例，俯仰驱动框架2还包括多个辅助横梁25与多个稳定结构梁26，多个辅助横梁25与多个稳定结构梁26均设于框架主梁22的内部，用于加强框架主梁22的稳定性。
65.参照图1和图4所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：与四个一分二横梁11一一对应的四组副面撑腿支撑梁5；
66.副面撑腿支撑梁5的一端与一分二横梁11的中心连接，副面撑腿支撑梁5的另一端
沿支撑平面框架1的外侧斜向延伸。副面及撑调机构的载荷直接由副面撑腿支撑梁5承载，避免了传统天线设计直接支撑在反射体背架带来局部变形突变的问题。
67.例如，副面撑腿支撑梁5的另一端可以沿支撑平面框架1的外侧斜向45
°
延伸。
68.参照图2和图4所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：中央圆环4，设于支撑平面框架1的中心，并通过十字支撑梁3与支撑平面框架1连接，用于提升支撑平面框架1的强度。
69.参照图1和图4所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：分别设于两组俯仰驱动框架2的两个平衡箱10。平衡箱10用于在天线俯仰运动时用于平衡天线对俯仰轴的力矩并减小驱动电机负载的作用。
70.在本实用新型的一些实施例中，平衡箱10设于俯仰驱动框架2的底部。平衡箱10包括箱体结构和填充物，填充物填充于箱体内部，起到增加平衡箱10重量的作用。
71.参照图3所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：连接横梁8，设于两组俯仰驱动框架2之间，用于增加整个支撑结构100的刚度。
72.参照图3所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：倒v型梁6，设于两组俯仰驱动框架2之间且上端与连接横梁8固定连接。
73.参照图3所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：驱动齿弧7，设于圆弧梁223外侧，用于提供接口。
74.参照图3所示，根据本实用新型的一些实施例，大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100还包括：辅助支撑梁9，辅助支撑梁9包括多个空间杆件，设于连接横梁8与支撑平面框架1之间，用于增加支撑结构100的刚度与稳定性。
75.根据本实用新型的一些实施例，支撑结构100可以由钢材焊接而成。
76.下面参照图1-图6以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
77.本实用新型实施例提出了一种大口径波束波导天线保型设计的支撑结构，可用于大口径天线特别是大口径高精度波束波导天线的保型设计，实现天线反射体的均匀支撑和变形，进而提高大口径天线的性能指标。
78.如图1-图4所示，本实用新型主要包括十六点支撑平面框架1、俯仰驱动框架2、十字支撑梁3、中央圆环4、副面撑腿支撑梁5、倒v型梁6、驱动齿弧7、连接横梁8、辅助支撑梁9、平衡箱10。
79.十六点支撑平面框架1中间焊接有十字支撑梁3、中央圆环4，45
°
方向焊接有副面撑腿支撑梁5，十六点支撑平面框架1底部两侧分别连接两个俯仰驱动框架2。俯仰驱动框架2的圆弧主梁外侧安装有驱动齿弧7，圆弧主梁与辅助横梁之间安装有平衡箱10。倒v型梁6、连接横梁8、辅助支撑梁9焊接在十六点支撑平面框架1与两个俯仰驱动框架2之间，使整个支撑结构浑然一体。
80.具体的，如图5所示，十六点支撑平面框架1包括一分二横梁11、二分四横梁12、主框梁13、抗扭梁14。
81.如图5所示，主框梁13是外呈方形内呈方形，内外之间呈三角形的多梁组合结构，其中外方形组合梁四个角为等刚度点。
82.一分二横梁11、二分四横梁12是与俯仰轴呈45
°
夹角且同一圆周构建的四个等刚度点，再根据一分二、二分四细分原理，构建了十六个等刚度点。
83.将此十六点与天线中心体相应点连接，实现天线的均载支撑。抗扭梁14对称连接于一分二横梁11与主框梁13的外方形组合梁之间，提高天线整体的扭转刚度。
84.两个俯仰驱动框架2分别与十六点支撑平面框架1底部的两侧相连，中间空间便于波束波导传输及相应设备的布局安装。
85.如图6所示，每个包括俯仰轴安装支座21、框架主梁22、斜梁组件23、加强支撑梁24、辅助横梁25、稳定结构梁26。
86.俯仰轴安装支座21的轴线与框架俯仰转动中心重合。
87.框架主梁22是由俯仰轴安装支座21向外辐射型的五个梁及外侧圆弧梁焊接而成。
88.斜梁组件23位于主梁22的横梁靠外位置上侧，共四处，每一处分别由两个斜梁顶端会于一点，构建的四点是与俯仰轴呈45
°
夹角且同一圆周的等刚度点，与十六点支撑平面框架1的相应四点连接，实现十六点支撑平面框架1的均载支撑。
89.加强支撑梁24焊接于十六点支撑平面框架1与俯仰驱动框架2之间，加强框架的整体刚度。辅助横梁25与稳定结构梁26焊接于俯仰驱动框架2的内部，增加结构的稳定性。
90.如图2所示，十字支撑梁3由四根梁构成十字型，一端与十六点支撑平面框架1连接，另一端与中央圆环连接4，将其焊接成一个整体。
91.如图2所示，中央圆环4固定于十六点支撑平面框架1的中心位置，为轴对称结构，圆环内侧中空，外壁与十字支撑梁3固定连接，圆环上法兰与天线中心体相连，当天线位于指平者低仰角姿态时，中央圆环4为主要传力点。
92.如图4所示，副面撑腿支撑梁5共四处，与俯仰轴成45
°
对称分布于十六点支撑平面框架1中一分二横梁11的上方，副面及撑调机构的载荷直接由副面撑腿支撑梁5承载，避免了传统天线设计直接支撑在反射体背架带来局部变形突变的问题。
93.如图3所示，倒v型梁6共两处，每处由四根梁构成倒v型，一端与俯仰驱动框架2连接、另一端与连接横梁8固定连接，倒v型梁设计主要是为了解决天线低仰角工作时框架与波束波导筒干涉问题。
94.如图3所示，驱动齿弧7共两处，连接于俯仰驱动框架2中框架主梁22的圆弧段外侧，为整个天线俯仰转动提供接口。
95.如图3所示，连接横梁8共两处，两端分别固定连接两侧俯仰驱动框架2，增加整个框架的刚度。
96.如图3所示，辅助支撑梁9共两处，每处由多个空间杆件构成。一端固接于连接横梁8，另一端固连于十六点支撑平面框架1的主框梁13，增加整个框架的刚度与稳定性。
97.如图1所示，平衡箱10包括箱体结构和填充物，共两处分别固定于两侧俯仰驱动框架2中框架主梁22的圆弧段与辅助横梁25之间，填充物填充于箱体内部，起到增加平衡箱重量的作用；在天线俯仰运动时用于平衡天线对俯仰轴的力矩并减小驱动电机负载的作用。
98.所述结构采用钢材焊接或者螺接而成。
99.本实用新型提出的大口径高精度波束波导天线保型设计支撑结构由十六点支撑
平面框架、俯仰驱动框架、十字支撑梁、中央圆环、副面撑腿支撑梁、倒v型梁、驱动齿弧、连接横梁、辅助支撑梁、平衡箱组成。十六点支撑平面框架根据一分二、二分四细分原理构建了十六个等刚度点，将此十六点与天线中心体相应点连接，实现了天线的均载支撑及大口径天线的保型设计。两个俯仰驱动框架分别与十六点支撑平面框架底部两侧相连，中间空间便于波束波导传输及相应设备的布局安装。该种形式的支撑结构解决了大口径高精度波束波导天线的保型设计由于受到波导筒结构干涉、天线口径需求大、精度要求高等因素制约而无法使用伞型支撑和四点支撑等传统支撑结构的问题。为大口径天线设计特别是大口径高精度波束波导天线的保型设计，提供了一种新的设计思路并对天线的研制有重要的指导意义。
100.需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
101.如图7所示，根据本实用新型实施例的大口径波束波导天线的驱动结构，包括：
102.支撑结构，为如上所述的大口径波束波导天线保型设计的支撑结构100；
103.驱动件200，与支撑结构连接，以驱动支撑结构转动。
104.采用本实用新型实施例，通过一分二的构建原理，基于四个等刚度点构建了八个等刚度点，扩大了支撑面积，可以适用于大口径天线，而且能够实现保型设计，另外，通过两组俯仰驱动框架的设计、排布，两组俯仰驱动框架之间的空间可以用于容纳波束波导天线的波导筒，从而能够满足波束波导天线的使用需求。
105.需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
106.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
107.不应将位于括号之内的任何参考符号构造成对权利要求的限制。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用是用于区别类似的对象，不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0108]“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。