Ku频段卫星通信背负站结构小型化设计

通信与广播电视年第期频段卫星通信背负站的结构小型化设计陈敏’摘要本文简要介绍了一种军用卫星通信背负站的结构小型化设计,提出了一些新的设计思路,探索提供一种单兵背负可拆装式频段卫星通信地球站。关键词卫星通信小型化单兵背负而·一,一一一言在通信技术日益发展的今天,通信系统的小型化和便携性显得愈趋重要。过去卫星通信由于受抛物面天线的限制,要想做到单兵背负比较困难。目前国内也出现了一些便携式的天线,但并没有将天线与设备一体化考虑,也没有适合单兵背负的。存在的明显问题就是体积大、重量重,携带不方便,实际使用时缺少灵活性、隐蔽性,机动性能差,对准卫星不方便等。军用卫星通信抛物面天线既要保证其移动方便,又要保证安装架设方便,对星时方位俯仰调节简单快速,一旦需要,要使其尽快投人正常工作,目前尚未见有合适的单兵背负移动式卫星通信地球站。移动式设备需经常移动,因此对拆装的快捷性有比较苛刻的要求。本设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 就目前广泛使用的移动式通信地球站的缺点和存在的不足,探索提供一种单兵背负可拆装式频段卫星通信地球站。任务要求体积小,重量轻,架设快捷,通信效率高,以满足部队野战通信的实际需要、该站型的设计关键点在于抛物面天线的可背负性及满足野战环境条件的小型化设备。作者系熊猫电子集团有限公司军通四部高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师抖年第期通信与广播电视二、系统组成此站型由天馈和通信设备两大部分组成,见图。图中可见,结构总体考虑将天馈和通信设备机箱合二为一,机箱即天线座。收藏尺寸为火长宽高重约公斤含电池。馈源组件天线主面收藏箱顶咖姗嘛一电池设备箱图三、抛物面天线的设计便于背负、携带又适合机动性要求的频段卫星通信地球站,天线的选用显然非常关键。根据总站型的尺寸、电性能要求、系统分析计算,选用了米偏馈抛物面天线。这种小口径偏馈抛物面天线的突出优点是可消除收发馈源系统及支架对天线主面的遮挡,从而大大改善天线的旁瓣特性及馈源的输人电压驻波比,对提高天线的增益也有一定的帮助。为便于单兵背负的主题要求,本方案结构设计特点是将天线主面进行适当分片更有利背负,而剖分形式的选择对整个站型而言又是至关重要的。这样虽然增加了结构设计的难度,但可以更好地满足野战背负条件。反复测算考虑将米天线主面分成可灵活拆装的五片、将主片设计成长方型,长方型的四周拼装其余四片,见图。通信与广播电视《年第期今丫一了一一洛⋯,了才一一︸一一一一图天线主面该主面用毫米铝板拉伸成形。制造时,将主面切割成如图所示的片结构,这样做的目的既考虑了整体的美观对称性,又考虑了拼合后的稳定性,且好收藏,同时也便于兼顾系统的结构复用。为了实现背负及快速高效,整个天线遵循化整为零的设计原则,将天线主面、馈源支撑杆、馈源组件等均设计成可拆卸式,天线主面的拆装设计成弹性连接,小片与主片之间通过特制弹性销钉定位及锁紧固定,整个过程一次性完成,便于快速拆装。天线馈源支撑杆设计成可拆装结构形式,馈源组件与天线之间的连接设计成插槽推插式,使用时,装人相应位置,以锁紧螺钉作固定。为了实现快速、精确对星,设计了天线俯仰角调整装置。可在工作时打开天线主面兼箱盖,松开两侧俯仰调节锁紧螺母进行对星操作,从而实现天线的俯仰变化,直至最佳位置。同时可设计一个 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示天线波束绝对指向的基准面,这样无需将天线基座绝对调水平,即可通过安放在基准面上的磁罗盘读出天线波束绝对指向,实现快速对星。本方案结构设计另一特点是天线底座与设备进行了一体化设计,设备基座支撑脚与设备底座固定,调节支撑脚可实现天线调平。四、小型化机箱的设计设备的设计兼顾天线底座的使用要求和背负的人机学原理,尺寸控制在长宽高范围内。根据实际工作情况和功能上的划分,分为上箱和下箱,整体形式见图,下面一进行描述。箱作为行进过程中的收藏箱,且用天线主片做上盖,工作时此箱是开放式的,故无需密封功放为密封式的可直接固定安装在里面,箱的侧面留有插座,功放与馈源之间采用电风年第期通信与广播电视缆连接。这种方式工作时偏馈式天线馈源支撑杆承载重量较轻,相比功放与馈源直接相连尽管增加了一点损耗,但好处是可使工作时的整个系统重心降低,不至于产生较大的力矩,使天线在风载荷的作用下倾覆。权衡利弊我们选择了此方案。在收藏状态,收回馈源放人箱内,将拆开的片天线小片装人箱内,用软垫保护,避免摩擦损坏主面,可实现背负,见图。三二干禅声一馈源组件功放川压聋一寸天线命不吐二石砰二之厕七二二二月闹二一』图设备收藏箱曲’竺’⋯肠一二图设备箱通信与广播电视年第期下箱为主设备箱见图,内含信道、射频等部件,部件为非密封设计,故此箱需设计成密封机箱。上箱作为下箱的盖子,则可节省体积、重量,两箱之间加密封圈防水,所用接插件均为防水型的。整个机箱选用铝材加工,优点是重量轻、三防性好,同时外壳的散热性能也好。设备机箱的内部布局也十分关键,也是减轻重量和体积的不容忽视的环节。在布局中,对每个部件的尺寸、插座位置、安装方式均进行了优化设计,做了详细规定。结果是内部连线短而少、合理简洁、维修方便,同时又节省了空间和重量。设备机箱由于要达到小型化的要求,集成化程度非常高,内部的温升是不可避免的,机壳又不允许开任何的散热孔洞,密封和散热形成了一对矛盾。分析可知,该机壳是接受设备内部热量,并将其散发出去的唯一通道,设计的关键点是如何合理布局,使散热途径通畅,提高机壳散热能力。布局中将热源紧贴外壳,减少热量聚存在机内,同时避免形成热阻,让气流通畅。机壳的散热主要是通过辐射,而辐射与表面积和黑度有关,设计中尽可能增大机壳散热表面积,在所有的外表面都设计了散热齿,外壳也兼做了散热器,同时兼顾重量和体积、外型美观、效能最大化等因素见图或图。由此增强设备的辐射能力,满足设备散热要求。五、受力分析此系统主要受力为工作时天线系统抗风载荷能力,设计要保证风速耐级风,阵风耐,天线能正常工作,风速耐时,天线不损坏。风荷影响与结构的性能有关,因选用的是米偏馈抛物面天线,主面小、刚度较好,同时工作风速耐级风,风力不算很大,风荷对结构本身不会引起大的振动而损坏天线,只是如果天线受风的力矩较大,容易使天线翻倒,为避免这一问题,利用通信设备作为整个天线的底座,将天线与设备进行了一体化设计,同时将功放等都安装在收藏箱内,降低系统设备重心。整个天线的重心在高仰角时基本上是在设备的重心处。天线是仰卧的,风荷没有大的影响,在低仰角时,天线主面与水平成“角,风荷也被削弱,伸出箱体的仅有馈源部分,重量只约占箱体的,故影响不大。具体形式见图。︸、‘、八人饭、一认、一抓泛护︸、﹃一风载荷风载荷朴一丫汤二呈鑫墓宝互一二国亘渊撇裁叮重卿姗涵麟划入,仰了万弓又仰了自图《洲只年第期通信与广播电视假设天线展开工作时如图所示,与垂直成巧“状态,风向角为,此天线所受的迎风面积最大。按要求,天线应能在风速耐的情况下正常工作。根据风压风速关系公式,可求出风压。风压,空气重力密度,重力加速度,风速中风压系’式为数耐’厂’‘耐’、于,厂’’’一一一一”一一风压系数随着我国各地纬度、地形等的不同而不同。据有关 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ,各地区的风压系数一般内陆地区为,东南沿海地区为左右。内陆随地形高度变化而减小,高原和山地可减至一左右,一般在天线设计中我们取风压系数。当风速二一耐时,风压,几,二岁,天线主面体所受的风阻力二···巧“。其中为抛物面口面面积,,为天线的风阻力系数,通常抛物面天线取天线主面的投影面为圆形,二,圆面积二二二·。考虑到天线伺服系统的迎风面积与天线主面相比可忽略不计。因此,天线体所受到的风阻力···二“。可见风力是很小的,由此产生的力距不会对天线产生大的影响。六、方案创新点本方案为了实现通信地球站的小型化和便携性,充分进行了结构优化设计,首先将平面尺寸较大的抛物面天线主面剖分成多片,通信时拼装成整面天线,收藏时再拆分开。另外,考虑到减轻重量和背负需要,将设备和通信天线有机结合,最大程度地兼顾了各部件间的功能复用。同时,架设过程中,无需任何辅助工具便可徒手快速完成安装。在部队试验中,一个人分钟内就可开通工作,操作简便易行,深受部队好评。与过去已有的同口径同频段通信地球站相比,尺寸和重量都大大减小,使频段通信地球站设备的单兵背负成为可能。七、结束语卫星通信地球站小型化是时代发展的需要,结构优化设计是非常重要的,可为整个系统设计打下坚实的基础。由于本卫星通信背负系统属国防产品且申请国防专利,文中只能对设计方案进行简略介绍,敬请谅解。参考文献朱钟淦、叶尚辉合著天线结构设计国防工业出版社