專利名稱：：均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及反射面天線領(lǐng)域中的一種均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置，特別適用于口徑大于25米的大型反射面天線結(jié)構(gòu)中作主反射器的背架結(jié)構(gòu)裝置。
背景技術(shù)：
：目前大型反射面天線的背架結(jié)構(gòu)形式均是傳統(tǒng)的由輻射梁和環(huán)向桁架或環(huán)向拉桿組成的空間桁架(簡稱傳統(tǒng)天線背架)，這種天線背架存在以下不足傳統(tǒng)天線背架雖然可以滿足電氣要求，但由于它的三維空間桁架是由平面形式的輻射梁桁架和平面形式的環(huán)向桁架或環(huán)向拉桿組成，其各個(gè)桿件的受力不盡均勻，比剛度較小，在使用要求的剛度下，使得主反射器的整體結(jié)構(gòu)重量較大，從而導(dǎo)致天線系統(tǒng)的配重增加，動(dòng)力加大，成本提高。隨著天線口徑的增大和工作頻率的提高，尤其是口徑在25米以上、工作在Ka頻段以上時(shí)，這種影響就顯得尤為突出。制造大比剛度天線背架，已成為制造大型天線背架的關(guān)鍵技術(shù)。本實(shí)用新型的目的在于避免上述
背景技術(shù)：
中的不足之處而提供一種拚棄了平面桁架元素的大型天線的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置，它具有三維受力特征，結(jié)構(gòu)整體性好，結(jié)構(gòu)桿件分布均衡，桿件受力均勻，所有的桿件通常都能分擔(dān)到荷載的作用，而荷載會(huì)較均勻地通過這整個(gè)結(jié)構(gòu)分配到所有的支座，結(jié)構(gòu)的整體比剛度大幅度提高，且本實(shí)用新型的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格式天線反射面背架還具有加工簡單及經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括上弦節(jié)點(diǎn)件1、上弦面構(gòu)件2、下弦節(jié)點(diǎn)件3、下弦面構(gòu)件4、上弦桿5、下弦桿6、腹桿7、四角錐8，其中依據(jù)天線每塊反射面單元的四個(gè)頂點(diǎn)在反射面的非工作面方向，沿法向移動(dòng)100至500毫米的距離，放置上弦節(jié)點(diǎn)件1，用上弦桿5將各上弦節(jié)點(diǎn)件1分別與半徑方向、圓周方向相鄰的上弦節(jié)點(diǎn)件l相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架上弦面構(gòu)件2，根據(jù)背架結(jié)構(gòu)參數(shù)要求，確定反射面背架的下弦輪廓面結(jié)構(gòu)，與上弦節(jié)點(diǎn)件l相對應(yīng)，在下弦輪廓面上放置下弦節(jié)點(diǎn)件3，用下弦桿6將各下弦節(jié)點(diǎn)件3分別與半徑方向、圓周方向相鄰的下弦節(jié)點(diǎn)件3相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架下弦面構(gòu)件4，在上弦面構(gòu)件2和下弦面構(gòu)件4之間，以上弦面構(gòu)件2為底面，用腹桿7連接成不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐8單元，不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐8單元按照背架的結(jié)構(gòu)裝配構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型天線反射面背架裝置。本實(shí)用新型反射面背架的最大厚度處的四角錐8單元連接的腹桿7長度尺寸大于上弦面構(gòu)件2的長邊尺寸，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層或大于雙層。本實(shí)用新型反射面背架的最大厚度處的四角錐8單元連接的腹桿7長度尺寸大于下弦面構(gòu)件4的長邊尺寸，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層或大于雙層。本實(shí)用新型與
背景技術(shù)：
相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型采用空間網(wǎng)格的原理制造天線反射面背架結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)天線背架中平面桁架元素的不足，形成全三維的四角錐8單元結(jié)構(gòu)，具有三維受力特征，因此結(jié)構(gòu)整體性好，桿件受力更均勻，所有的桿件通常都能分擔(dān)到荷載的作用，而荷載會(huì)較均勻地通過這整個(gè)結(jié)構(gòu)分配到所有的支座。2.本實(shí)用新型制造的反射面背架采用的空間網(wǎng)格屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，這意味在一個(gè)或有限數(shù)量的桿件遭破壞時(shí)，總的來講也未必會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)坍塌，因此其結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性好。3.本實(shí)用新型制造的反射面背架的四角錐8單元，和傳統(tǒng)天線背架相比，桿件在三維空間分布更均衡，受力更均勻，因此整體比剛度大幅度提高，這就意味著，在同樣重量和荷載的條件下產(chǎn)生的變形更小，天線精度更高，或者說在同樣允許的變形條件下，所需的重量更小或承受更大的荷載，成本更合理。4.本實(shí)用新型制造的反射面背架的四角錐8單元，可以工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝，也可以用加工桿件在現(xiàn)場直接裝配。因此容易制造，經(jīng)濟(jì)合理，采用一般機(jī)械加工設(shè)備就能生產(chǎn)，尤其是采用在現(xiàn)場直接裝配方案，能節(jié)省大量的運(yùn)輸費(fèi)用。圖1是本實(shí)用新型65米天線反射面背架的30°網(wǎng)格結(jié)構(gòu)最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式參照圖1，本實(shí)用新型采用空間網(wǎng)格的原理制造天線反射面背架結(jié)構(gòu)，把四角錐結(jié)構(gòu)作為基本的連接單元，整個(gè)反射面背架結(jié)構(gòu)由多個(gè)尺寸不等的四角錐單元組成，形成穩(wěn)定的三維空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型包括上弦節(jié)點(diǎn)件1、上弦面構(gòu)件2、下弦節(jié)點(diǎn)件3、下弦面構(gòu)件4、上弦桿5、下弦桿6、腹桿7、四角錐8，圖l是本實(shí)用新型65米天線反射面背架的30°網(wǎng)格結(jié)構(gòu)最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型依據(jù)天線每塊反射面單元的四個(gè)頂點(diǎn)在反射面的非工作面方向，沿法向移動(dòng)100至500毫米的距離，放置上弦節(jié)點(diǎn)件1，實(shí)施例天線每塊反射面單元的四個(gè)頂點(diǎn)在反射面的非工作面方向，沿法向移動(dòng)500毫米的距離，放置上弦節(jié)點(diǎn)件l，其作用一是形成為反射面單元提供調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝界面，二是與上弦桿5共同構(gòu)成背架上弦面構(gòu)件2。用上弦桿5將各上弦節(jié)點(diǎn)件1分別與半徑方向、圓周方向相鄰的上弦節(jié)點(diǎn)件1相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架上弦面構(gòu)件2，其作用是與腹桿7構(gòu)成四角錐8。根據(jù)背架結(jié)構(gòu)參數(shù)要求，確定反射面背架的下弦輪廓面結(jié)構(gòu)，與上弦節(jié)點(diǎn)件l相對應(yīng)，在下弦輪廓面上放置下弦節(jié)點(diǎn)件3，其作用是與下弦桿6共同構(gòu)成背架下弦面構(gòu)件4。用下弦桿6將各下弦節(jié)點(diǎn)件3分別與半徑方向、圓周方向相鄰的下弦節(jié)點(diǎn)件3相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架下弦面構(gòu)件4，其作用是與腹桿7構(gòu)成四角錐8。在上弦面構(gòu)件2和下弦面構(gòu)件4之間，以上弦面構(gòu)件2為底面，用腹桿7連接成不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐8單元，其作用是形成全三維受力特征的背架結(jié)構(gòu)單元。不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐8單元按照背架的結(jié)構(gòu)裝配形成整體結(jié)構(gòu)的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型天線反射面背架裝置。實(shí)施例本實(shí)用新型上弦節(jié)點(diǎn)件1和下弦節(jié)點(diǎn)件3采用鋼球結(jié)構(gòu)制造。上弦面構(gòu)件2采用鋼管材料的上弦桿5與鋼球結(jié)構(gòu)的上弦節(jié)點(diǎn)件1，焊接成不同尺寸的梯形平面構(gòu)件，上弦桿5的長度根據(jù)反射面單元的尺寸確定。下弦面構(gòu)件4采用鋼管材料的下弦桿6與鋼球結(jié)構(gòu)的下弦節(jié)點(diǎn)件3，焊接成不同尺寸的梯形平面構(gòu)件，下弦桿6的長度根據(jù)上弦桿5的長度對應(yīng)形成。腹桿7采用鋼管材料制造，其長度根據(jù)上、下弦面構(gòu)件2、4之間距離制造。四角錐8采用鋼球結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)件與上弦面構(gòu)件2、下弦面構(gòu)件4、腹桿7焊接而成。本實(shí)用新型反射面背架的最大厚度處的四角錐8單元連接的腹桿7長度尺寸大于上弦面構(gòu)件2的長邊尺寸或下弦面構(gòu)件4的長邊尺寸，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層或大于雙層。實(shí)施例空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層，如圖1所示?？臻g網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層的作用是使各個(gè)四角錐8單元尺寸結(jié)構(gòu)更加均勻，背架整體受力均勻，所有的桿件都能分擔(dān)到荷載的作用，結(jié)構(gòu)的整體比剛度大幅度提高。本實(shí)用新型實(shí)施例通過采用MSC公司的Nastran分析軟件對均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化及校核后，獲得均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架模型(稱分析模型)結(jié)構(gòu)，該分析模型和傳統(tǒng)天線背架模型(稱比較模型)結(jié)構(gòu)在外形尺寸、支點(diǎn)約束等要素完全相同，僅在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，分析模型是均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型，而比較模型則是平面輻射梁桁架和環(huán)向平面桁架或環(huán)向平面拉桿式。采用MSC公司的Nastran分析軟件對兩種背架模型分析結(jié)果如表l所示表1分析結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>背架結(jié)構(gòu)的最小剛度EIminK^，f^為結(jié)構(gòu)的最大變形，背架結(jié)構(gòu)的最小比剛度K是最小剛度E^n與其重量W的比值，即EImin權(quán)利要求1.一種均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置，它包括腹桿(7)、四角錐(8)，其特征還在于上弦節(jié)點(diǎn)件(1)、下弦節(jié)點(diǎn)件(3)、上弦面構(gòu)件(2)、下弦面構(gòu)件(4)、上弦桿(5)、下弦桿(6)，其中依據(jù)天線每塊反射面單元的四個(gè)頂點(diǎn)在反射面的非工作面方向，沿法向移動(dòng)100至500毫米的距離，放置上弦節(jié)點(diǎn)件(1)，用上弦桿(5)將各上弦節(jié)點(diǎn)件(1)分別與半徑方向、圓周方向相鄰的上弦節(jié)點(diǎn)件(1)相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架上弦面構(gòu)件(2)，根據(jù)背架結(jié)構(gòu)參數(shù)要求，確定反射面背架的下弦輪廓面結(jié)構(gòu)，與上弦節(jié)點(diǎn)件(1)相對應(yīng)，在下弦輪廓面上放置下弦節(jié)點(diǎn)件(3)，用下弦桿(6)將各下弦節(jié)點(diǎn)件(3)分別與半徑方向、圓周方向相鄰的下弦節(jié)點(diǎn)件(3)相連，構(gòu)成不同尺寸結(jié)構(gòu)的梯形平面構(gòu)成的背架下弦面構(gòu)件(4)，在上弦面構(gòu)件(2)和下弦面構(gòu)件(4)之間，以上弦面構(gòu)件(2)為底面，用腹桿(7)連接成不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐(8)單元，不同尺寸結(jié)構(gòu)的四角錐(8)單元按照背架的結(jié)構(gòu)裝配構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型天線反射面背架裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置，其特征在于反射面背架的最大厚度處的四角錐(8)單元連接的腹桿(7)長度尺寸大于上弦面構(gòu)件(2)的長邊尺寸，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層或大于雙層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置，其特征在于反射面背架的最大厚度處的四角錐(8)單元連接的腹桿(7)長度尺寸大于下弦面構(gòu)件(4)的長邊尺寸，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)制造成雙層或大于雙層<專利摘要本實(shí)用新型公開了一種均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架裝置。它涉及反射面天線領(lǐng)域中的一種均衡穩(wěn)定空間網(wǎng)格型反射面天線背架部件的制造。它由上、下弦節(jié)點(diǎn)件，上、下弦面構(gòu)件，上、下弦桿，腹桿，四角錐等部件組成。采用空間網(wǎng)格的原理制造天線反射面背架結(jié)構(gòu)，把四角錐結(jié)構(gòu)作為基本的連接單元，整個(gè)反射面背架結(jié)構(gòu)由多個(gè)尺寸不等的四角錐單元組成，形成穩(wěn)定的三維空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有三維受力特征，因此結(jié)構(gòu)整體性好、分布均衡、受力均勻，所有的桿件通常都能分擔(dān)到荷載的作用，結(jié)構(gòu)的整體比剛度大幅度提高，且還具有加工簡單及經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)。特別適用于口徑大于25米的大型反射面天線結(jié)構(gòu)中作主反射器的背架結(jié)構(gòu)制造。文檔編號(hào)H01Q15/14GK201345409SQ200920101510公開日2009年11月11日申請日期2009年2月13日優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日發(fā)明者馮貞國,劉國璽,師民祥,楊文寧,王大為,鄭元鵬申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所