DE3128926C2 - Faltbarer konkav gekrümmter Antennenreflektor aus starren Segmenten - Google Patents

Abstract

Mit der Vorrichtung sind die einzelnen an einem Zentral panel (3) mittels Gelenke (4, 10) angelenkten Faltsegmente (5) an ihren äußeren Enden über daran angeordnete Gelenke (6, 8) miteinander verbunden. Die Vorrichtung besteht aus einem Verbindungsstab (7), welcher die Faltsegmente (5) im Zusammenwirken mit den Gelenken (4, 10 und 6, 8) beim Entfalten definiert führt und in der Endstellung fixiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen faltbaren konkav gekrümmten Antennenreflektor aus starren Segmenten mit einem Zentralpanel, an dem über derartige Gelenke die Segmente angeordnet sind, daß im gefalteten Zustand des Reflektors die einzelnen Segmente senkrecht auf dem Zentralpanel und in der Draufsicht auf das Zentralpanel schräg von dessen Peripherie zu dessen Mitte ausgerichtet sind, wobei ihre konkaven Flächen sich stets auf der gleichen Seite des Segments befinden und die äußeren Enden der Segmente gelenkig miteinander verbunden sind.

Für die aus faltbaren Segmenten bestehenden starren Antennen sind verschiedene Konfigurationen bekannt; z. B. ist aus der US-PS 3) 74 397 ein faltbarer Antennenreflektor bekannt, welcher im gefalteten Zustand ausgerichtete Segmente und am äußeren Ende der Segmente Verbindungsglieder aufweist, die durch auf der Rückseite der Segmente angeordnete Verstrebungen miteinander verbunden sind. Die Arme dieser Verstrebungen sind durch Bolzen miteinander gelenkig verbunden und mittels über an abgewinkelten Halteteilen angeordneten Rollen geführten flexiblen Seilen scherenartig auseinanderziehbar, wodurch die einzelnen Segmente in die Reflektorstellung gebracht werden.

Nachteilig ist hierbei, daß zur Entfaltung der Segmente ein relativ großer konstruktiver Aufwand (Verstrebungen, Bolzen, Rollen, Seile u. a) notwendig ist, der sich neben verlorenem Stauvolumen und eventuell auftretenden mechanischen Schwierigkeiten beim Betätigen der einzelnen Elemente, insbesondere gewichtsmäßig, auf den Satelliten erheblich auswirkt.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen faltbaren Antennenreflektor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei welchem der bisherige Aufwand an konstruktiven Mitteln zur Entfaltung der Segmente entfällt, dadurch Gewicht eingespart und das Stauvolumen

im Satelliten vergrößert wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß damit die Segmente auf kleinst möglichen Raum zusammengelegt und verstaubar sind. Der so faltbare Antennenreflektor bildet einen Zylinder im Durchmesser des Zen-

!0 tralpanels, wobei seine Höhe der Länge der Segmente zuzüglich der Dicke des Zentralpanels entspricht Aufgrund dieser Anordnung verbleibt zwischen den einzelne.: Segmenten ein dreieckförmiger Raum für eine entsprechende Segmentversteifung, die als Fachwerk oder als Rille ausgeführt sein kann. Im entfalteten Zustand aneinanderliegende Segment-Längskanten sind ^:.m gefalteten Zustand derart getrennt, daß jeweils die eine Kante an der Peripherie, die andere in Nähe der Antennenachse liegt Dadurch können die Segmente nicht direkt durch Gelenke miteinander verbunden werden, sondern sind mit Hilfe eines jeweils an ihren äußeren Enden angelenkten Verbindungsstab miteinander verbunden. Beim Entfalten sind die Segmente definiert geführt, das heißt sie sind um ihre Längsachse gedreht und in ihrer Endlage zueinander fixiert. Die Fixierung kann dabei durch den bzw. die Verbindungsstäbe selbst oder durch ein oder mehrere an sich bekannte zusätzliche Mittel erfolgen (z. B. Anschläge oder Rasten). Die genaue Position und Länge der Verbindungsstäbe, sowie die Lage ihrer Anlenkungen wird durch die Startkonfiguration und die Endstellung des Antennenreflektors definiert. Die Verbindungsstäbe verlaufen ungefähr von der Mitte der einen Segmentaußenkante zur benachbarten Ecke des nächsten Segments. Um das Drehen bei gleichzeitigem radialen Ausschwenken der Segmente zu ermöglichen, erfolgt die Anbindung zum Zcntralpanel über ein Zweiachsgelenk (Kardangelenk) oder über ein Einachsgelenk mit schräg zur Antennenachse verlaufenden Drehachse.

•so Die Funktion der Verbindungsstäbe setzt ein gleichmäßiges radiales Schwenken der Segmente voraus. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mit Hilfe eines zentralen Antriebs und mit diesem verbundene Gelenke ein gleichmäßiges radiales Schwenken der Segmente möglieh ist. Die Stellbewegung wird hierbei über je ein Gelenk auf die einzelnen Segmente übertragen. Die Form des Antennenreflektors in der entfalteten Position ist gegeben durch die gestreckte Lage der Verbindungsstäbe und der Segmente am Reflektorrand im ZusammcnwirLen mit der Position der Gelenke im Zentralbcreich. Zur Erhöhung der Konturgenauigkeit werden die einzelnen Segmente durch je einen Anschlag bzw. durch ein Faltfachwerk fixiert.
Ein für die Ausgangs- bzw. Startkonfiguration benötigtes möglichst geringes Stauvolumen wird durch spezielle Formen der am Zentraipansi angeordneten Gelenke erzielt, welche die Segmente im verstauten Zustand weit nach innen schwenken, so daß der Staudurchmesser nahezu dem Durchmesser des Zentralpanels entspricht.

Ausführungsbeispiele sind nachstehend beschrieben und durch Skizzen erläutert. Es zeigen

Fig. 1a. b einen Antennenreflektor mit gefalteten Segmenten,

Fig. 2a, b den Antennenreflektor mit teilweise entfalteten Segmenten gemäß F i g. 1 a, b,

F i g. 3 den Antennenreflektor mit voll in die Endlage bzw. Endstellung entfalteten Segmenten und fixierten

Verbindungsstäben gemäß F i g. 1 a, b und F i g. 2a, b.

Der aus F i g. 1 a ersichtliche Antennenreflektor i ist auf einer Halterung 2 angeordnet, welche um eine Achse a kippbar an einem in der Figur nicht näher dargestellten Träger (z. B. Shuttle) befestigt ist Am sich verjungenden Ende der Halterung 2 ist ein kreisförmig gestaltetes Zentraipanel 3 starr befestigt, an dessen Umfang gleichmäßig verteilte Gelenke 4 angeordnet sind, welche einzelne Segmente 5 an ihren Fußenden verbinden. Die Gelenke 4 können je nach Ausführung des Antennenreflektors 1 einfachgelenkig mit schrägen Achsen 10 oder doppelgelenkig mit zwei Achsen 11,12 ausgebildet sein (Fig.2a). Am gegenüberliegenden Kopfende weisen die Segmente 5 an ihren Ecken Gelenke 6 auf, an die Verbindungsstäbe 7 angelenkt sind, welehe in am äußeren Ende eines jeden Segments 5 angeordnete Gelenke 8 greifen und die Segmente 5 miteinander verbinden. In der Grund- bzw. Ausgangsposition stehen die einzelnen Segmente 5 zum Zentralpinel 3 senkrecht, das heißt sie sind schräg von dessen Peripherie zur Antennenachse 13 des Antennenreflekiors 1 ausgerichtet

Aus Fig. Ib ist die in Fig. la erwähnte Senkrechtstellung der gefalteten Segmente 5 zum Zentralpanel 3 und ihre von dessen Peripherie schräge Ausrichtung zur Antennenachse 13, sowie die im Zentralpanel 3 angeordneten Gelenke 6,8 und daran angreifenden Verbindungsstäbe 7 in de^r Ansicht von oben ersichtlich.

Aus Fig.2a, 2b ist der Antennenreflektor 1 mit teilweise entfalteten Segmenten 5 aus einer Schrägsicht und in der Ansicht von oben ersichtlich. Nach Lösen einer in den Figuren nicht näher gezeigten Starthalterung entfalten sich die Segmente 5 z. B. durch einen zentral angeordneten nicht näher gezeigten, an sich bekannten Antrieb, wobei die Stellbewegung über die Gelenke 4 auf die außenliegenden Segmente 5 übertragen wird.

Während des Entfaltvorganges gewährleisten die am Zentralpanel 3 angeordneten Gelenke 4 ein definiertes und gleichzeitiges Schwenken und Drehen der Segmente 5. Dabei wird das Drehen durch die am äußeren Ende der Segmente 5 angelenkten Verbindungsstäbe 7 erzwungen, derer? Position so getroffen ist. daß jeweils das Gelenk 8 in der Mitte des einen Segments 5 das Gelenk 6 an der Ecke des nächsten Segments 5 verbindet. Dadurch wird eine Verbindungskette erzielt, die in Kombination mit den Gelenken 4 und dem Antrieb die einzelnen Segmente 5 am Zentraipanel 3 definiert führt und verbindet. Komplizierte Verriegelungen werden dadurch vermieden. Alternativ hierzu sind die Positionen der Gelenke 6 und 8 variabel. Beim Entfalten drehen die Segmente 5 um die durch ein Doppelgelenk 4 gegebenen senkrecht zueinanderstehenden Achsen 11, 12, wobei diese so positioniert sind, daß bei gleichzeitigem Drehen (siehe Pfeilrichtung) der Segmente 5 um die Achse 11 ein radiales Entfalten um die Achse 12 möglich ist. Dabei wird die Drehung der Segmente 5 durch die äußeren Verbindungsstäbe erzwungen. Die Endstellung der entfalteten Segmente 5 ist dann erreicht, wenn die Verbindungsstäbe 7 mit den Segmenten 5 die aus F i g. 3 ersichtliche gestreckte Lage bilden.

Zur Erzielung einer hohen Konturgenauigkeit im entfalteten Zustand des Antennenreflektors 1 bzw. seiner Segmente 5 sind in Nähe der Gelenke 4, welche die einzelnen Segmente 5 mit dom Zentralpanel 3 verbinden, justierbare Anschläge oder Verriegelungen 9 bzw. eine Fachwerkstrebe vorgc ..'!hen. Dadurch ist eine genaue Position der Segmente 5 in Relation zum Zentralpanel 3 gewährleistet Die Position in Urnfangsrichtung, sowie die richtige Drehstellung der einzelnen Segmente 5 wird durch die Verbindungsstäbe 7 erzielt die diese in der Endstellung fixieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Faltbarer konkav gekrümmter Antennenreflektor aus starren Segmenten mit einem Zentralpanel, an dem über derartige Gelenke die Segmente angeordnet sind, daß im gefalteten Zustand des Reflektors die einzelnen Segmente senkrecht auf dem Zentralpanel und in der Draufsicht auf das Zentralpanel schräg von dessen Peripherie zu dessen Mitte ausgerichtet sind, wobei ihre konkaven Flächen sich stets auf der gleichen Seite des Segments befinden und die äußeren Enden der Segmente gelenkig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung der äußeren Enden benachbarter Segmente (5) über einen etwa in der Mitte des äußeren Endes des einen Segments (5) angreifenoiea Verbindungsstab (7) erfolgt und das die Segmente (5) mit dem Zentralpane! (3) verbindende Gelenk (4) ein Zweiachsgelenk ist, auf das ein zum Entfalten des Reflektors (1) dienender Antrieb derart einwirkt, daß das Segment (5) radial nach außen geschwenkt wird.

2. Faltbarer konkav gekrümmter Antennenreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (5) in ihrer Endlage im entfalteten Zustand durch Anschläge oder Verriegelungen (9) am Zentralpanel (3) fixiert sind.