卫星天线结构设计+文献综述(3)
可展开卫星天线经过三十多年的发展，为了适应不同的需求，衍生出多种多样的
结构形式 ， 并且随着新型宇航材料的发展 、 加工装配技术的提高等对天线的结构形式
有了更高的要求 ， 新的形式不断涌现 。 按照不同标准 ， 在不同的领域内 ， 可展开天线
结构有多种划分方法 。 根据天线反射面结构形式的不同 ， 可将星载可展开天线大致分
为板状反射面天线、网状反射面天线以及薄膜型反射面天线三大类 , 分别介绍如下 :
1.3.1 板状反射面可展开天线
板状反射面可展开天线主要是由大量刚性金属板或碳纤文增强塑料 (CTFR) 拼合而
成 , 由于实体反射面板可通过精加工提高反射曲面精度 , 完全能够满足天线高精度的
要求 。 因此 , 实体反射面天线的最大优点是精度高 。 但这种天线具有结构重量大 , 收缩
比小的缺点 , 一般不能应用于大型可展开天线 , 目前已经在卫星上得到应用的实体反
射面天线的最大口径为 3. 5 m 。图 1 .1 可展开平面列阵天线结构图 图 1 . 2 花瓣型可展开天线
板状反射面可展开天线可分为以下几种：
1. 整体型
这种天线与卫星的太阳电池帆板一样 ， 整个反射器绕固定轴旋转至指定位置 ， 即完成
其展开过程。其主要代表是可展开平面列阵天线，结构如图 1.1 所示。
2. 花瓣型
这种天线反射面由许多块刚性板组成 , 板与板之间用铰链连接 , 在铰链外装有弹性
元件。天线收拢折叠时 , 压缩弹性元件储存弹性能 , 天线进入太空解锁后 , 天线在弹性
回复力作用下自动展开 。 该天线因折叠时外形象含苞欲放的花朵 , 展开时 , 象花开一样
美丽 , 故称之为花瓣型天线 , 其结构如图 1 . 2 所示 。 由于这种天线结构过于复杂且重量重 ,
因此 , 目前还没有实际应用的报道。剑桥大学工程部曾做过一个口径 1. 5 m 的原理样
机 , 称其为实面可展开天线 ( SSDA: The SolidSurface Dep loyable Antenna) 。
1.3.2 网状反射面可展开天线
这种天线反射面为索网结构，根据展开机构的不同，可分为以下几种：
1 ） 径向肋型 (Radial Rib Deployable Antenna)
径向肋型可展开天线是早期研制的一种结构比较简单的可展开天线 ( 图 1 . 3) , 它主
要由径向折叠的刚性肋和反射面组成 , 天线反射面采用金属丝编织成网状 , 因其展开
和折叠与日常生活中的雨伞类似 , 故又称为伞形天线。这种天线将肋做成一定的形状
( 一般是抛物线形状 ) , 反射网就固定在可绕枢轴旋转的径向肋的正面 , 而调整网则位
于径向肋的背面 , 通过对调整网中各根拉索的调节 , 确保反射网面在展开状态下能够
尽可能精确地达到所期望的抛物面形状。这种天线具有结构简单 , 展开可靠性高的优
点。但其收缩率小 , 仅适用于低频段、口径尺寸小于 5 m 的天线。美国 NASA 、欧洲 ESA
都研制出了径向肋可展开天线 , 美国第一代跟踪和数据中转卫星上的 4.8m 天线就采用
2 ） 缠绕肋型 (Wrapped Rib Deployable Antenna)
缠绕肋型可展开天线 ( 图 1 . 4) 中间有一个体积较大的榖 , 辐射肋的前面是索网反射
面或薄膜反射面 。 收拢时肋缠绕在榖上 , 用固定绳索捆绑 。 卫星入轨后 , 切断固定绳索 ,
辐射肋依靠自身的弹性作用 , 由缠绕在中心榖上的弯曲状态逐渐伸直 , 天线随即展开 。
这种天线结构比较简单 , 收缩率较大 , 即使天线口径达到 100m 也能够满足收拢要求 。 但
其刚度、抗振性、反射面精度都比较差。美国于 1974 年发射的 ATS - 6 卫星上直径为
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