ПАРНОЕ РАЗЪЕМНОЕ РЕБРО Российский патент 2002 года по МПК H01Q15/16 

Изобретение относится к радиотехнике, к рефлекторам антенн, представляющим собой металлические или металлизированные гладкие поверхности, размеры которых превышают заданные габариты транспортных упаковок и требуют разделения на сегменты для транспортирования.

Известны рефлекторы, транспортируемые в свернутом или в разобранном на жесткие сегменты виде, соединяемые на месте в единое целое [1-3] , причем в варианте с жесткими сегментами более точно выполняется требуемая форма поверхности.

Жесткие сегменты рефлекторов обычно штампуются из отдельных листов металла с отбортовкой для жесткости и для скрепления с соседними сегментами. Такие рефлекторы дороги, т. к. требуется несколько штампов по числу разнотипных сегментов, причем для перехода к другим габаритам упаковок необходим и переход к другим штампам.

При разрезании цельного рефлектора на сегменты нужных размеров возникает проблема сохранения точностных параметров поверхности рефлектора из-за деформаций, возникающих в области реза.

Для предотвращения деформаций сегментов приходится делать конформные ребра жесткости по линии реза на тыльной стороне по отношению к отражающей поверхности. Такое решение требует восстановления уравнения поверхности исходного рефлектора, вычисления по нему формы ребра, трехмерную обработку достаточно толстых заготовок на соответствующем оборудовании, что также достаточно дорого.

Для снижения трудоемкости, материалоемкости и стоимости работы по разделению цельного рефлектора на сегменты предлагаются технологически гибкие парные разъемные ребра, накладываемые на поверхность неразрезанного рефлектора с тыльной стороны и приобретающие жесткость после прикрепления их к поверхности. Жесткость сохраняется и у каждой из двух частей ребра после разрезания рефлектора между ними и разъема частей. Каждая отдельная кромка разреза окаймлена своей частью ребра, придающей кромке жесткость.

Парное разъемное ребро состоит из правой и левой части, каждая из которых представляет собой швеллер (П-образное сечение) с двумя полками и одной стенкой. Части разъемно скрепляются друг с другом, образуя составной двутавр с четырьмя полками и двойной стенкой. Полки расположены горизонтально, а двойная стенка - вертикально над тыльной поверхностью рефлектора, которую условно считаем горизонтальной. Составной двутавр периодически рассекается снизу пазами, разбивающими двойную стенку и нижние полки на отдельные лапки. Верхние полки не рассекаются.

Полученное таким образом парное разъемное ребро кладется разрезанными полками, лапками, на тыльную поверхность рефлектора. Конформность с поверхностью рефлектора обеспечивается технологической гибкостью парного разъемного ребра и установкой его лапок на поверхность через отверждаемую клеевую прокладку. При скреплении лапок с рефлектором гибкое парное разъемное ребро превращается в жесткое. Роль устраненных сегментов нижних полок теперь выполняет рефлектор, обеспечивающий жесткость. Исходная кривизна рефлектора сохраняется и после его разрезания.

Ширину щели, появляющейся при разрезании, можно уменьшить до нуля изъятием технологических шайб, установленных предварительно между частями ребра при их скреплении до установки на разрезаемую поверхность. Толщина шайб берется равной или чуть больше ширины реза для обеспечения касания кромок.

Парное разъемное ребро, лежащее на поверхности, имеет две степени свободы (подобно металлической полосе, например, стальной линейке): 1) изгиб в плоскости нормали (перпендикуляра) к поверхности; 2) скручивание вокруг продольной оси пары. Третья степень свободы, изгиб в касательной плоскости, отсутствует, что вызывает некоторые ограничения на траекторию линии разреза на поверхности. Траектория может быть только геодезической линией на поверхности [4, с. 24] , [5, с. 743] .

Например, меридианальные линии, образуемые секущими плоскостями, проходящими через нормаль на полюсе параболоида вращения, являются геодезическими, а параллели - окружности вокруг полюса - не являются таковыми и не могут быть линиями разреза. Кроме меридианов, существуют еще геодезические линии, не проходящие через полюс.

Это ограничение должно приниматься во внимание при выборе линий разреза, но не является значительной помехой, т. к. множества геодезических линий вполне достаточно для разреза любой поверхности на части приемлемых размеров и формы. Можно еще разрезать поверхность по ломаной линии, состоящей из отрезков геодезических линий.

На фиг. 1а показана левая часть парного разъемного ребра, а на фиг. 1б - правая. Пазы 1, периодически просеченные снизу в полке 2 и стенке 3, образуют лапки 2, крепящиеся к поверхности рефлектора с тыльной стороны; верхняя полка 4 остается целой. Отверстия 5 в стенках служат для скрепления частей.

На фиг. 2 показано в двух проекциях объединение частей в технологически гибкое парное ребро: 1 и 2 - правая и левая части; 3, 4 и 5 - винты, гайки и технологические шайбы, скрепляющие части; 6, 7 и 8 - винты, гайки и прокладки из ткани, пропитанные клеем, например эпоксидной смолой, служащие для крепления ребра к разрезаемой поверхности 9; 10 - щель, прорезаемая в поверхности 9.

Сначала на неразрезанную поверхность 9 с тыльной стороны кладется парное разъемное ребро со скрепленными частями лапками вниз. Выбирается на поверхности точка и направление, по которому пойдет разрез, т. е. выбирается желаемая геодезическая линия. С помощью пропитанных клеем прокладок 8 пара приклеивается к поверхности 9. После отверждения клея осуществляется окончательное крепление пары к поверхности 9 с помощью винтов 6 и гаек 7.

Разрезку рефлектора можно проводить либо с тыльной стороны рефлектора между ребрами, либо со стороны отражающей поверхности.

Для подтверждения возможности осуществления изобретения было разрезано несколько цельных рефлекторов антенн разных габаритов. Измерялся коэффициент усиления (КУ) антенн до разрезания и после. Во всех случаях разница в измеренных КУ была на уровне погрешности измерений.

В качестве примера приводим данные по разделению на два сегмента рефлектора антенны спутникового телевидения СТВ-1, 2-11 фирмы Супрал. Габариты офсетного рефлектора - 1200х1340 мм, фокусное расстояние - 600 мм. Рефлектор разрезан по плоскости симметрии, проходящей через полюс параболы, т. е. по меридиану, так что габарит 1340 мм сохранился, а другой габарит 1200 мм уменьшился в два раза. Длина ребер - 1390 мм, период пазов - 50 мм, ширина паза - 4 мм, ширина полки швеллера - 30 мм, а высота стенки - 40 мм, материал АМГ толщиной 2 мм. Разрезка проводилась дисковой фрезой толщиной 0,8 мм.

Литература
1. Теленков Е. А. Конструкции мобильных антенн. М. , МАИ, 1983.

2. Теленков Е. А. Конструкции антенн летательных аппаратов. М. , МАИ, 1983.

3. Гряник М. В. , Ломан В. И. Развертываемые зеркальные антенны зонтичного типа. М. , Радио и связь, 1987.

4. Бронштейн И. Н. и Семендяев К. Д. Справочник по математике. М. , ГИТТЛ, 1953.

5. Бронштейн И. Н. и Семендяев К. Д. Справочник по математике. М. , Наука, 1980.

Изобретение относится к радиотехнике, к рефлекторам антенн, представляющим собой металлические или металлизированные гладкие поверхности, размеры которых превышают заданные габариты транспортных упаковок и требуют разделения на сегменты для транспортирования. Техническим результатом является снижение трудоемкости, материалоемкости и стоимости работы по разделению цельного рефлектора на сегменты без их деформации. На поверхность с тыльной стороны неразрезанного рефлектора накладывается технологически гибкое парное разъемное ребро, которое конформно примыкает к поверхности и приобретает жесткость после прикрепления к ней. Жесткость сохраняется и у каждой из двух частей ребра после разрезания рефлектора между ними и разъема сегментов. Каждая отдельная кромка разреза окаймлена своей частью ребра, придающей кромке жесткость. Части ребра представляют собой профиль П-образного сечения, а их соединение - профиль Н-образного сечения с двойной перекладиной и частыми поперечными пазами, разделяющими двойную перекладину и плоскую сторону, обращенную к тыльной поверхности рефлектора, на отдельные лапки. Парное разъемное ребро ложится на поверхность по ломаной линии, состоящей из отрезков геодезических линий. 2 ил.

Парное разъемное ребро, установленное конформно на поверхность рефлектора с тыльной стороны по линии его разреза, содержащее две части, скрепленные с поверхностью рефлектора и разъединяемые друг от друга, отличающееся тем, что части имеют П-образное сечение и образуют при разъемном скреплении друг с другом составной двутавр, который для достижения технологической гибкости периодически рассечен пазами, разбивающими двойную стенку составного двутавра и полки, обращенные к тыльной поверхности рефлектора, на отдельные лапки, для конформного крепления которых к поверхности рефлектора без местных механических напряжений использованы прокладки, пропитанные отверждаемым клеем, а скрепляемые части разделены технологическими шайбами, толщиной, соответствующей ширине разреза.