Расчет основных параметров антенны и СВЧ, страница 22

Антенны космических аппаратов должны быть саморазвертывающимися и устойчивыми к факторам космического пространства: перепаду температур, глубокому вакууму, солнечному давлению, аэродинамическому сопротивлению на низких орбитах, метеоритам и т.д.

Наземные антенны иногда допускают ручное развертывание или сборку и должны быть устойчивыми к действию ветра и осадков, а также к перегрузкам, возникающим при транспортировке, обеспечить неизменность радиотехнических параметров при многократном развертывании - свертывании.

По принципу развертывания, определяемому назначением, антенны подразделяют на саморазвертывающиеся и развертываемые с помощью человека. По устройству механизма развертывания антенны делят на группы:

 - механические - элементы конструкции соединены в единую механическую схему; развертывание производится за счет энергии пружин или деформированных упругих элементов конструкции, изменением их взаимного углового положения;

 - вращающиеся - раскрытие осуществляется за счет центробежных сил, возникающих при вращении антенны вокруг фокальной оси;

 - пневматические  - раскрытие за счет создания избыточного давления во внутренних плоскостях конструкций;

 - пиротехнические - развертывание в результате взрыва небольшого заряда или группы зарядов;

  - комбинированные - раскрытие за счет комбинации действий вышеперечисленных механизмов развертывания.

Сохранение формы отражающей поверхности обеспечивается: механизмом развертывания, например, за счет вращения антенны или избыточного давления; фиксаторами, которые срабатывают сразу после раскрытия антенны; действием электростатических сил или магнитов, установленных на гибкой отражающей поверхности.

На рисунке (рис. 5.1) приведена классификация развертываемых антенн по способу укладки зеркала в транспортируемое положение. В соответствии с классификацией можно выделить несколько конструктивных приемов перевода зеркальной антенны в рабочее положение. Ферменные антенны имеют пространственный складной каркас, состоящий из шарнирно соединенных стержней. У кольцевых или вантовых антенн основные элементы, формирующие зеркала, - кольцо и оттяжки - ванты.

Сборные антенны собирают из отдельных панелей и ферм. Секторные антенны развертывают из механически соединенных панелей и ферм. Надувные антенны могут быть цельными, или однополостными, т.е. иметь один заполняемый материалом- -наполнителем объем, и трубчатыми, формируемыми из отдельных надувных частей, выполняемых, как правило, в виде трубок, к которым крепится отражающая поверхность. Зеркальные антенны зонтичного типа развертываются по принципу дождевого зонта. Большинство реализованных конструкций развертываемых антенн относят к зонтичным конструкциям.

Складные антенны зонтичного типа сочетают в себе простоту и легкость конструкции, сравнительно невысокую стоимость с приемлемыми электродинамическими характеристиками, и поэтому их давно применяют в различных радиотехнических системах. В зависимости от конструктивного исполнения эти антенны имеют жесткие, складные или гибкие ребра. Сетчатый материал отражающей поверхности крепят вдоль ребер, т.е. отражающая поверхность формируется из клиньев.

Рассмотрим зонтичные антенны с жесткими ребрами. Эти антенны из-за сравнительно большой жесткости каркаса зеркала наиболее устойчивы к ветровым нагрузкам и поэтому наряду с использованием в космосе применяются и в качестве складных антенн подвижных и переносных радиотехнических станций. В классической осесимметричной зонтичной антенне складное зеркало содержит жесткие ребра с заданным профилем, расположенные радиально, относительно центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней. Эти ребра образуют каркас, поддерживающий поверхность главного зеркала, выполненную из металлической сетки или металлизированной ткани. При свертывании ребра складываются к оси симметрии зеркала. Механизм развертывания  - пружинный.