ЗЕРКАЛЬНАЯ АНТЕННА С РАЗВОРАЧИВАЕМОЙ СИСТЕМОЙ ЗЕРКАЛ

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована при создании разворачиваемых цилиндрических рефлекторов зеркальных антенн, используемых, например, в составе разворачиваемой антенны космического базирования.
Известен рефлектор зеркальной антенны [Гряник М.В., Ломан В.И. Развертываемые зеркальные антенны зонтичного типа. М.: Радио и связь, 1987. 72 с.; Евдокимов А.С., Пономарев С.В., Буянов Ю.И. Совместный расчет напряженно-деформированного состояния и диаграммы направленности космических рефлекторов // Вестник томского государственного университета, сер. Математика и механика, №1 (13), 2011. - с. 74-82], содержащий ребра жесткости (спицы), укрепленные на основании рефлектора, которые выполнены с возможностью вращения вокруг осей, перпендикулярных оси симметрии рефлектора, механические устройства, обеспечивающие перемещение ребер жесткости при разворачивании рефлектора, тканевое сетеполотно, натягиваемое на ребра жесткости при разворачивании рефлектора и обеспечивающее отражение электромагнитных волн.
Недостатком устройства является относительно низкая точность формирования параболической формы рефлектора между ребрами жесткости, что приводит к росту боковых лепестков антенны.
Известно также устройство [RU 2419929, C1, H01Q 15/20, 27.05.2011], содержащее отражающую поверхность из ячеек в виде зеркальных элементов, закрепленных на рамках, механизм развертывания, шарниры и фиксаторы, причем, ячейки выполнены в виде одинаковых по форме лепестков с идентичными отражающими поверхностями, расположенными радиально от центральной части до круглого торца отражателя, при этом, в свернутом положении отражателя его лепестки, внутренние торцевые поверхности которых являются частями цилиндрической поверхности, установлены друг над другом, обращая отражающие поверхности в одну сторону, и их элементы фиксаторов соединены с ответными частями фиксаторов, расположенными на подвижном цилиндре, соединенном с механизмом развертывания с электромеханическим приводом, наружный диаметр которого меньше диаметра цилиндрической поверхности торцов, имеющем возможность многократного попеременного движения, поступательного и вращательного, при этом указанный подвижный цилиндр расположен внутри не менее двух концентрически расположенных неподвижных форменных конструкций с цилиндрическими торцами, имеющими поверхности для посадки лепестков, и первый лепесток установлен на торцах неподвижных конструкций, зафиксирован на них в положении, соответствующем рабочему положению.
Недостатком этого устройства является его относительно высокая сложность.
Кроме того, известно устройство [RU 126199, U1, H01Q 15/00, 20.03.2013], содержащее центральное зеркало, набор одинаковых жестких отражающих панелей-лепестков и шарнир, причем, что на каждом лепестке на периферийной части с тыльной стороны расположены направляющая, ползун с двухстепенным сферическим шарниром и двигатель линейного привода перемещения ползуна по направляющей, а каждая из панелей-лепестков связана с центральным зеркалом и снабжена рычагом для соединения панели-лепестка со сферическим шарниром ползуна соседнего лепестка.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку, оно обеспечивает разворачивание рефлектора зеркальной антенны, но не обеспечивает его обратное сворачивание.
Кроме того, хотя оно и позволяет формировать при раскрытии рефлектор осесимметричной антенны, оно не позволяет формировать при раскрытии с той же точностью рефлектор не осесимметричной антенны. При больших размерах рефлектора антенны возможны сбои разворачивания из-за большого удаления центра тяжести лепестка от крепежного шарнира при малой длине оси шарнира.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [RU 2447550, C2, H01Q 15/16, 10.04.2012], включающее в себя ребра с параболическим профилем, расположенные радиально относительно центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней, радиоотражающую поверхность зеркала, образованную с применением рабочей сетки из металлического материала, сформированной в виде клиньев, упруго натянутых по их радиальным границам между ребрами, контурные шнуры, соединенные с клиньями и натянутые между концами ребер, при этом, предварительно до сборки антенны к периферийной зоне каждого клина рабочей радиоотражающей сетки прикреплена дополнительная радиопрозрачная сетка с прикрепленным к ее свободному краю контурным шнуром.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, вызванная тем, что отражающие поверхности являются поверхностями двойной кривизны, что не позволяет обеспечить высокую точность изготовления параболического профиля при больших габаритах антенн с большими значениями коэффициента усиления.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в упрощении устройства и обеспечении, на этой основе, возможности повышения точности изготовления, что особенно важно при больших габаритах антенн с большими значениями коэффициента усиления.
Требуемый технический результат заключается в упрощении устройства.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее раздвижную телескопическую стойку, которая в раздвинутом положении зафиксирована подпружиненными стопорами, ребра жесткости с параболическим профилем, радиотражающее сетеполотно, закрепленное на ребрах жесткости и свободные края которого закреплены на контурных шнурах, концы которых закреплены на ребрах жесткости с параболическим профилем, концы которых в исходном положении скреплены фиксирующим креплением, а также стягивающую пружину, выполненную с возможностью разворачивания ребер жесткости с параболическим профилем при размыкании фиксирующего крепления, согласно предложенной полезной модели, введены крепежные фланцы, которые закреплены на раздвижной телескопической стойке, кромки которых образуют правильную параболическую кривую и к которым на осях крепятся подвижно ребра жесткости с параболическим профилем, а также надувной цилиндр, выполненный с возможностью наддува по давлением, достаточным для раздвижки телескопической стойки в крайнее развернутое положение при разворачивании рефлектора, причем, для сохранения формы надувного цилиндра он снабжен охватывающими кольцами к звеньям телескопической стойке.
Полезная модель поясняется чертежами.
На чертеже представлены:
на фиг. 1 - разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны, вид сзади на цилиндрический рефлектор в развернутом положении (надувной цилиндр условно показан разорванным);
на фиг. 2 - разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны, вид с торца на цилиндрический рефлектор в развернутом положении;
на фиг. 3 - подпружиненные стопоры внутри раздвижной телескопической стойки;
на фиг 4 - подпружиненные стопоры на крепежных фланцах;
на фиг. 5 - осевое крепление ребер жесткости к крепежным фланцам.
На чертеже обозначены:
1 - раздвижная телескопическая стойка;
2 - крепежный фланец, закрепленный на торце раздвижной телескопической стойки 1;
3 - ребра жесткости с параболическим профилем;
4 - отражающее сетеполотно;
5 - контурные шнуры на ребрах жесткости;
6 - стягивающая пружина;
7 - надувной цилиндр;
8 - охватывающие кольца;
9 - оси крепления подвижных ребер жесткости к крепежным фланцам.
Разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны содержит раздвижную телескопическую стойку 1, ребра 3 жесткости с параболическим профилем, радиоотражающее сетеполотно 4, закрепленное на ребрах 3 жесткости с параболическим профилем и свободные края которого закреплены на контурных шнурах 5, концы которых закреплены на ребрах 3 жесткости с параболическим профилем, концы которых в исходном положении скреплены фиксирующим креплением (на чертеже не показано), а также стягивающую пружину 6, выполненную с возможностью разворачивания ребер 3 жесткости с параболическим профилем при размыкании фиксирующего крепления.
Кроме того, разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны содержит крепежные фланцы 2, которые закреплены на раздвижной телескопической стойке 1, кромки которых образуют правильную параболическую кривую и к которым на осях 4 крепятся подвижно ребра 3 жесткости с параболическим профилем.
Разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны содержит также надувной цилиндр 7, выполненный с возможностью наддува по давлением, достаточным для раздвижки телескопической стойки 1 в крайнее развернутое положение при разворачивании рефлектора, причем, для сохранения формы надувного цилиндра 7 он снабжен охватывающими кольцами к звеньям раздвижной телескопической стойки 1, которые в раздвинутом положении зафиксированы подпружиненными стопорами.
Разворачиваемый цилиндрический рефлектор зеркальной антенны используется следующим образом.
В начальном свернутом состоянии раздвижная телескопическая стойка 1 находится в сжатом положении, газ в надувном цилиндре 7 отсутствует, ребра 3 жесткости повернуты так, чтобы их концы были соединены и механически закреплены в таком положении фиксирующим креплением. Радиоотражающее сетеполотно 4 равномерно уложено в пределах объема, ограниченного раздвижной телескопической стойкой 1 и ребрами 3 жесткости.
При разворачивании цилиндрического рефлектора зеркальной антенны в начальный момент в надувной цилиндр 7 подается газ, который создает силу, формирующую цилиндр и раздвигающую телескопическую раздвижную стойку 1 до крайнего положения, в котором телескопическая раздвижная стойка 1 фиксируется механическими подпружиненными стопорами. В следующий момент отстегивается механическое крепление, удерживающее концы ребер 3 жесткости в свернутом положении. Ребра жесткости 3 под действием силы стягивающей пружины 6 поворачиваются до крайнего положения, в котором фиксируются подпружиненными стопорами. Радиоотражающее сетеполотно 4 натягивается по контуру между параболическими кромками ребер 3 жесткости и контурными шнурами 5 и образует правильную форму параболического цилиндра.
Таким образом, благодаря усовершенствованию наиболее близкого технического решения достигается требуемый технический результат, заключающийся в упрощении устройства и обеспечении, на этой основе, возможности повышения точности формирования рефлектора, что особенно важно при больших габаритах антенн с большими значениями коэффициента усиления, поскольку формирование рефлектора производится на основе надувного цилиндра, имеющего стандартную цилиндрическую форму, не относящуюся к поверхностями двойной кривизны.