Способ изготовления сетчатой поверхности антенны
METHOD OF MANUFACTURING ANTENNA MESH SURFACE

Изобретение относится к области технологии изготовления отражательных сетчатых поверхностей параболических антенн.
Создание систем спутниковой связи требует разработки антенн с крупногабаритными рефлекторами, радиоотражающая поверхность которых выполнена из металлического трикотажного сетеполотна. Петельная структура трикотажа в совокупности со свойствами металлических нитей обеспечивает хорошую эластичность, малую удельную массу, достаточную прочность, электропроводность.
Известна отражательная сетчатая поверхность антенн (сетеполотно), которую вывязывают в виде структуры, содержащей ромбовидные ячейки из металлических нитей основовязаного филейного переплетения, образованного двухгребеночным переплетением, имеющим встречные кладки с ввязанными в них дополнительными нитями (патент РФ №2157028).
Недостатком этой отражательной поверхности является повышенная материалоёмкость за счет ввязывания в структуру дополнительных нитей, которые остаются в сетеполотне, используемом в качестве отражающей поверхности. Отражательная сетчатая поверхность антенны изготовлена из металлических неэластичных нитей, что снижает надежность от повреждений при изготовлении сетеполотна и его эксплуатации, так как при локальном повреждении стороны одной ячейки будет нарушена форма нескольких рядом расположенных ячеек, что приведет к снижению степени отражения.
Известен  способ изготовления отражательной сетчатой поверхности антенны, взятый за прототип (патент РФ №2198453).
Способ заключается в том, что сетчатую поверхность, содержащую ячейки, вяжут основовязаным двухгребеночным платированным или филейным переплетениями как при полной, так и неполной проборках гребенок из металлических нитей, в котором последние предварительно обкручивают текстильными нитями толщиной 5-16,7 текс, причем в качестве элементарных металлических нитей используют микропроволоку толщиной не более 30 мкм, при этом после вязания текстильные нити удаляют испарением, растворением или выжиганием, а на оставшийся металлический каркас наносят высокотокопроводящее покрытие, обеспечивающее снижение электрического сопротивления сетчатой поверхности путем золочения или никелирования. В изобретении решается задача по разработке вязаной сетчатой поверхности антенны, которая содержит целый спектр ячей различной конфигурации и размеров, обладает достаточной эластичностью и повышенной отражательной способностью.
Недостатком известного способа с точки зрения достижения отражающей способности является выполнение ячеек разной формы и размеров. При таком выполнении сетеполотна по прототипу получаемая отражающая способность и оптическая прозрачность (светопропускание) неравномерны.
Технической проблемой является неравномерная оптическая прозрачность и отражающая способность сетеполотна.
Техническая проблема решается за счет того, что в способе изготовления сетчатой поверхности антенны сетчатое полотно вяжут из металлической нити толщиной не более 30 мкм, на поверхность нити наносят  высокопроводящий металл, ячейки выполняют ромбовидной формы с возможностью её изменения при растяжении за счет изменения углов ромба, при этом ячейки выполняют одинаковыми с размерами сторон ромба в диапазоне от 9 до 20 мм. При этом высокопроводящий металл предпочтительно наносят на поверхность нити  до вязания.
К радиоотражающему сетеполотну для комплектации крупногабаритных трансформируемых антенн космических аппаратов предъявляются высокие технические требования:
- коэффициент радиоотражения сетеполотна не менее 97 %;
- оптическая прозрачность сетеполотна не менее 95 %.
Требуемые технические характеристики сетеполотна обеспечиваются определенной структурой вязания, диаметром и маркой металлической нити.
Трикотажное сетеполотно при вязании получается путем образования петель из нитей и переплетения этих петель. Различные преобразования основного переплетения ведут к конструкторским вариантам, которые создают широкие возможности для качественных модификаций и открывают большую область их применения. В целях решения поставленной задачи повышения оптической прозрачности и отражающей способности сетчатой поверхности полотна разработана серия переплетений с учетом других требований, в частности, сохранения высоких радиоотражающих свойств, прочности, весовых характеристик и других. Решение этой задачи проводилось путем варьирования структур металлического трикотажа.
2
Сетеполотно мало пропускает и при этом мало отражает радиоволны по причине потерь в контактах переплетений, работающих, как резистивная нагрузка. То есть, чем больше количество ячеек в 1 м, тем больше контактов проволоки между собой, тем ниже пропускная и отражающая способность сетеполотна. Для выполнения требований по показателям радиоотражения и оптической прозрачности на основании расчетов и проведенных эксперементов сделаны выводы:
- о необходимости нанесения на металлическую нить высокопроводящего покрытия, обеспечивающего снижение электрического сопротивления сетчатой поверхности для повышения коэффициента отражения;
-  о необходимости выполнения крупных ячеек сетеполотна, без отрицательного влияния при этом на другие характеристики.
2
Сетеполотно, связанное из металлической нити, не имеющей высокопроводящего покрытия (медь,  серебро, золото), имеет коэффициент отражения не более 90 %, большое количество ячеек на 1 м также снижает отражающую способность сетеполотна. При нанесении высокопроводящего покрытия на металлическую нить коэффициент отражения повышается до  97 % и выше, при этом он слабо зависит от размеров ячеек. При использовании металлической нити с высокопроводящим покрытием для повышения оптической прозрачности сетеполотна возможно выполнение ячеек крупных размеров с учетом выполнения требований к другим техническим характеристикам.
В результате проведенных расчетов и испытаний в качестве металлической нити выбрана молибденовая или вольфрамовая проволока толщиной не более 30 мкм с высокопроводящим покрытием,  полученным путем золочения. При этом был получен коэффициент отражения не меньше 97 %; оптическая прозрачность была выше или равна 95 % в сетеполотнах с оптимальными размерами сторон ячеек в форме ромба от 9 до 20 мм. Количество петель в сторонах ячеек рассчитывалось исходя из диаметра металлической нити и плотности вязания полотна. За пределами указанного диапазона физико-механические характеристики полотна выходили за рамки требований, чего нельзя не учитывать при его изготовлении.
Характеристики образцов сетеполотна проверялись экспериментально на лабораторном и производственном оборудовании с использованием современной измерительной аппаратуры.
Технический результат, выраженный в выполнении ячеек сетеполотна для радиоотражающей поверхности спутниковых антенн из металлических нитей с высокопроводящим покрытием, с ячейками ромбовидной формы и размерами их сторон от 9 до 20 мм, влияет на решение имеющейся технической проблемы – неравномерной оптической прозрачности и отражающей способности сетеполотна антенны.