天线方位转动结构可选用360°转动范围内可连续精调的机构,如蜗轮蜗杆减速器等;也可选用360°范围内能实现粗调,在一定有限角度内可精调的方案。选用后一种方案,见图6所示。此结构实现功能如下:方位粗调时,先松开上、下调节环的锁紧螺母,人工将天线体旋至所需的大致方位角,再锁紧调节环的锁紧螺母。方位精调时,先松开上调节环的锁紧螺母,通过旋动调节丝杆,推、拉上调节环,来带动天线体在一定范围内作方位调节,到工作方位后,旋紧上调节环的锁紧螺母。方位转动装置方案结构也十分简单、灵巧且维护方便。
由于本天线为野外工作小分队背负移动设备,要求单件背负重量不超过15 kg;同时,天线俯仰范围是-20°-30°,能适应在高低不平的山地使用。故天线座支座体需满足三个条件:一是可靠地支承天线并具有足够的抗倾覆能力;二是结构简单、便于装拆、重量轻;三是结构布置要巧妙,避免工作时天线面体与支座体产生干涉,而使天线俯仰范围在低仰角时达不到指标要求。其中第一和第二两个条件是相互矛盾的,从而使结构设计较为困难。经过几个方案的对比、载荷的校核,最终,天线座支座体结构设计如图7所示。它由直立柱、底板、调节撑杆及地锚等组成。底板通过轴销与直立柱联接,并可转动,以适应高低不平的山地。在每块底板与直立柱之间用调节撑杆连接,从而使支座体成为一个刚性较好的结构体,根据使用环境的条件,校核结果表明,抗倾覆能力能较好满足。同时,能较好地提供-20°-30°的俯仰工作空间。
2 强度和稳定性校核
通过对天线结构的力学分析表明,结构强度和稳定性的薄弱环节是俯仰胳膊轴结构中的短臂杆件,它的校核如下。?
短臂的截面积0.15 m×0.02 m,所选材料σb=200 MPa,E=70 GPa。
2.1 强度校核
如图8所示,此时所受的风载荷最大,由于天线结构对称,只受风轴向力:
其中:q为动压头,为v2/16,v取生存风速32 m/s;A为天线口面的面积;CA为风轴向力系数,根据实体抛物面天线轴向力与风向角的关系,CA取1.6。