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一种平面张拉膜天线罩及其安装方法与流程

  • 国知局
  • 2024-10-21 14:39:57

本发明属于微波,具体涉及一种机械撑杆的自动变角度自锁装置。

背景技术:

1、天线罩广泛应用于军事和民用领域。天线罩将天线和外界环境形成物理隔离,保护天线免受风霜、雨雪、冰雹、尘雾等恶劣坏境的影响,为天线系统稳定工作提供一个相对安全的工作环境。

2、目前广泛应用的天线罩有空间桁架天线罩和介质壳体天线罩。随着天线工作频率的提高和阵面规模的扩大,现有的天线罩结构难以满足电性能需求。介质壳体天线罩由于热压罐尺寸限制,宽度方向不能做宽,对于大口径的天线阵面需要分块配置天线罩,多块天线罩之间的拼缝对天线增益等性能有很大影响;空间桁架结构天线罩由金属网架和膜罩组成,金属网架对天线微波存在遮挡,天线性能受到制约,同时安装架设过程复杂;充气膜结构天线罩电讯性能极好,但需要持续监测罩内气压,对增压系统和供电系统的可靠性要求极高;张拉膜天线罩是一种新型的天线罩结构形式。张拉膜结构依靠四周张拉罩体施加预张力,不需要额外的气压控制系统和供电系统,也不需要空间桁架结构天线罩的内部支撑骨架,仅依靠膜面变形平衡张力以抵抗风荷载。

3、一种张拉膜天线罩外形为马鞍形,其优点在于马鞍面为负高斯曲面,罩体表面刚度高,抵抗变形能力强。但由于其一组对边需起拱抬高以支撑马鞍面外形,起拱结构件对天线阵列方位扫描存在部分电遮挡,从而影响天线系统的电讯性能。一种解决办法是将起拱结构件远离天线阵列,代价是天线阵面的结构口径将比电口径大很多,结构外观非常宽大厚重。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的部分技术问题,本发明提出了一种平面张拉膜天线罩及其安装方法。天线罩罩体采用低介电常数、高抗拉强度的柔性介质薄膜,罩体内部不存在遮挡天线扫描的支撑骨架,具有极佳的电讯性能。罩体通过四周张拉工装施加膜面张力,增强表面刚度,提高天线罩抗风能力,适用于较大口径相控阵天线。

2、本发明的平面张拉膜天线罩包括罩体(1)、安装节点(2)和天线罩框架(3);所述罩体(1)为平面柔性介质薄膜,天线阵列扫描区域无任何支撑骨架遮挡;所述天线罩框架(3)安装在主框架(4)上,用于调节天线到天线罩罩体间的距离;所述罩体(1)通过张拉工装(5)施加预紧力安装在所述天线罩框架上(3);所述安装节点(2)设置于天线罩框架(3)上。

3、柔性介质薄膜为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料,优选低介电常数、高抗拉强度的膜材。柔性介质薄膜的厚度依据天线阵面尺寸和使用环境风速条件选型。当天线阵面尺寸较小,且使用环境风速较低时,柔性介质薄膜的厚度应尽可能小,以减少对电磁波的损耗。反之,当天线阵面尺寸跨度较大,且环境风速较为恶劣时,柔性介质薄膜应具备足够的厚度和抗拉强度,确保天线罩具有足够的刚度和强度抵抗风载荷。通过优选柔性介质薄膜的厚度,使天线罩在满足结构可靠性的同时,具有最佳的电讯性能。

4、罩体(1)包括柔性介质薄膜(11)、薄膜焊接拼缝(12)、张拉工装膜(13)和epdm绳索(14);所述柔性介质薄膜(11)材质为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料;张拉工装膜(13)焊接于罩体(1)四边,epdm绳索(14)穿设在柔性介质薄膜(11)和张拉工装膜(7)的热合边上;罩体(1)宽度方向超过薄膜母材宽幅处通过薄膜焊接拼缝(12)拼接。

5、进一步地,柔性介质薄膜(11)介电常数小于3、抗拉强度大于5000n/5cm,弹性模量大于1600mpa。

6、安装节点(2)包括压条(21)、粘弹性胶层(22)、橡胶帽(23)和固定螺栓(24);所述压条(21)通过所述固定螺栓(24)与所述天线罩框架(3)连接,所述压条(21)和所述罩体(1)之间铺设所述粘弹性胶层(22)密封,所述固定螺栓(24)通过所述橡胶帽(23)密封防护。

7、进一步地,固定螺栓(24)直径不小于8mm,排布间距不小于150mm。

8、天线罩框架(3)截面形状为u型,整体环形连通,高度:50≤h≤80mm,与天线阵列距离:100≤l≤300mm;所述天线罩框架(3)与下方主框架(4)通过固定螺钉(32)连接,与上方柔性介质薄膜(11)之间通过所述压条(21)和固定螺栓(24)连接,与柔性介质薄膜(11)之间有粘弹性胶层(22)密封防护。

9、天线罩框架(3)具有合理的高度和到天线阵列的距离,确保罩内扫描区域内无遮挡和散射。所述天线罩框架应具备足够的刚强度,确保在风荷载作用下不发生永久性变形。

10、张拉工装(5)用于天线罩得安装架设,包括支架(51)、长螺栓(52)、张拉铝型材(53)、螺母(54)和固定螺栓二(55);所述支架(51)通过所述固定螺栓二(55)与所述主框架(4)连接;所述长螺栓(52)一边通过所述张拉铝型材(53)与所述张拉工装膜(13)连接,另一边通过所述螺母(54)固定在所述支架(51)上,通过拧紧螺母(54)给天线罩膜面导入预张力。

11、张拉工装安装在阵面主框架四周,通过预紧螺栓为罩体施加预张力,通过张力计测定膜面预张力大小,张力满足要求时安装紧固周边压条。固定完成后,涂胶密封,并充气检漏。通过检验后拆除张拉工装,完成平面张拉膜天线罩安装架设。

12、本发明的平面张拉膜天线罩的安装方法包含以下步骤:

13、首先,将天线罩框架(3)通过固定螺钉(32)安装在主框架(4)上,天线罩框架(3)与主框架(4)接触面涂胶密封,并在天线罩框架(3)与罩体(1)接触的上表面铺设一层粘弹体胶层(22);

14、然后,在罩体(1)四边穿epdm绳索,将罩体(1)吊装于主框架(4)上方,在罩体(1)四边的张拉工装膜(13)上穿设张拉铝型材(53),并通过长螺栓与四周支架连接;通过长螺栓(52)和螺母(54)调节罩体的膜面预张力,使柔性介质薄膜(11)获得6kn/m的膜面张力;

15、然后,将带有粘弹性胶层的压条(21)通过固定螺栓(24)安装在天线罩框架(3)上,并在螺栓头部安装橡胶帽(23)进行密封防护;

16、最后,所有压条安装完成后,拆除张拉铝型材(53)、长螺栓(52)和支架(51),完成天线罩安装。

17、本发明的有益效果在于

18、1、本发明天线罩的透波区域为一层柔性薄膜,罩内天线扫描区域无任何支撑结构件的阻挡和散射,插入损耗低,对天线指向精度、副瓣抬高等电磁波性能影响小。

19、2、本发明天线罩结构形式新颖,具有质量轻、整体密封性好、抗风能力强、运输体积小、对天线阵面的安装接口尺寸要求小,安装架设方便快捷的特点。

20、3、本发明天线罩特别适用于固定地面气象站、远洋测量船等监测设备的天线保护罩。

技术特征:

1.一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:包括罩体(1)、安装节点(2)和天线罩框架(3);所述罩体(1)为平面柔性介质薄膜,天线阵列扫描区域无任何支撑骨架遮挡;所述天线罩框架(3)安装在主框架(4)上,用于调节天线到天线罩罩体间的距离;所述罩体(1)通过张拉工装(5)施加预紧力安装在所述天线罩框架上(3);所述安装节点(2)设置于天线罩框架(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述的罩体(1)包括柔性介质薄膜(11)、薄膜焊接拼缝(12)、张拉工装膜(13)和epdm绳索(14);所述柔性介质薄膜(11)材质为涂覆ptfe涂层的纤维增强织物复合材料;张拉工装膜(13)焊接于罩体(1)四边,epdm绳索(14)穿设在柔性介质薄膜(11)和张拉工装膜(7)的热合边上;罩体(1)宽度方向超过薄膜母材宽幅处通过薄膜焊接拼缝(12)拼接。

3.根据权利要求2所述的一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述的柔性介质薄膜(11)介电常数小于3、抗拉强度大于5000n/5cm,弹性模量大于1600mpa。

4.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述安装节点(2)包括压条(21)、粘弹性胶层(22)、橡胶帽(23)和固定螺栓(24);所述压条(21)通过所述固定螺栓(24)与所述天线罩框架(3)连接,所述压条(21)和所述罩体(1)之间铺设所述粘弹性胶层(22)密封,所述固定螺栓(24)通过所述橡胶帽(23)密封防护。

5.根据权利要求4所述一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述固定螺栓(24)直径不小于8mm,排布间距不小于150mm。

6.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述的天线罩框架(3)截面形状为u型,整体环形连通,高度:50≤h≤80mm,与天线阵列距离:100≤l≤300mm;所述天线罩框架(3)与下方主框架(4)通过固定螺钉(32)连接,与上方柔性介质薄膜(11)之间通过所述压条(21)和固定螺栓(24)连接,与柔性介质薄膜(11)之间有粘弹性胶层(22)密封防护。

7.根据权利要求1所述的一种平面张拉膜天线罩,其特征在于:所述张拉工装(5)用于天线罩得安装架设,包括支架(51)、长螺栓(52)、张拉铝型材(53)、螺母(54)和固定螺栓二(55);所述支架(51)通过所述固定螺栓二(55)与所述主框架(4)连接;所述长螺栓(52)一边通过所述张拉铝型材(53)与所述张拉工装膜(13)连接,另一边通过所述螺母(54)固定在所述支架(51)上,通过拧紧螺母(54)给天线罩膜面导入预张力。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的平面张拉膜天线罩的安装方法,其特征在于,包含以下步骤:

技术总结本发明提出了一种平面张拉膜天线罩及其安装方法。天线罩罩体采用低介电常数、高抗拉强度的柔性介质薄膜,罩体内部不存在遮挡天线扫描的支撑骨架,具有极佳的电讯性能。罩体通过四周张拉工装施加膜面张力,增强表面刚度,提高天线罩抗风能力,适用于较大口径相控阵天线。技术研发人员:顾叶青,蔡建国,唐宝富,王金伟,丁可受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第十四研究所技术研发日:技术公布日:2024/10/17

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