CN101517826B

CN101517826B - 成型弹道屏蔽装置

Info

Publication number: CN101517826B
Application number: CN2007800360753A
Authority: CN
Inventors: J·F·克维特科夫斯基; G·F·瓦尔奎斯特; J·M·格里姆; D·R·毕晓普; K-Y·吴
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: US8368610B2; CN101517826A; WO2008105940A3; EP2082452A2; US20120176294A1; JP5275237B2; EP2082452B1; JP2010506453A; EP2082452A4; WO2008105940A2

Abstract

根据本发明不同方面，用于成型弹道屏蔽罩的方法和装置包括用于遮蔽传输装置的系统；和特别地，本发明典型和示例性的实施方式总体上涉及用于弹道偏转和天线设备单元的防护等的改进的方法和系统。

Description

成型弹道屏蔽装置

本申请请求以2006年9月29日于美国专利和商标局申请的、申请号为No.60/827481的美国未审查专利为优先权。本申请还部分依赖于申请号为No.11/297,999的美国专利的披露的支持。

背景技术

屏蔽罩被用于防护天线。这种防护可用以防护天气，例如冰、雪、沙尘、风或雨，或者其可防止监视者试图推断该被覆盖的天线的定向。屏蔽罩有别于其它结构的原因在于用于建造该屏蔽罩的材料通常使该屏蔽罩内部的天线与外部设备之间的电磁信号相对不衰减。然而，这种典型的薄壁手段与用于达到防护弹丸冲击和其它空中异物而采用的厚重装甲技术形成直接对比。

之前试图解决该问题的方案占用了大量的表面积、增加了额外的重量，并且严重限制了屏蔽罩内部与天线设备之间的空间。同时，该结构，当其提供一些基本的弹道防护时，没有被设计为将穿透性减小到最少。因此，存在解决这些和其它与传统技术相关的缺点的需求。

发明内容

根据本发明不同方面，用于成型弹道屏蔽罩的方法和装置包括用于遮蔽传输装置的系统；和更具体地，本发明典型和示例性的实施方式总体上涉及用于弹道偏转和天线设备单元等的防护的改进的方法和系统。

附图说明

将参照形成本发明一部分的附图、图像、图形等对本发明中典型部件、操作特点、应用和/或优点(尤其是将在以后详述的结构和操作细节)进行描述或识别，其中相同的附图标记表示相同的部件。考虑到权利要求所述的某典型实施方式，其它部件、操作特点、应用和/或优点将成为显而易见。

图1示出了根据本发明典型实施方式的成型弹道屏蔽罩的剖视图；

图2A示出了根据本发明另一典型实施方式的屏蔽罩的截面视图；

图2B示出了根据本发明另一典型实施方式的屏蔽罩的顶部视图；

图2C示出了根据本发明另一典型实施方式的屏蔽罩的顶部视图；

图3示出了根据本发明又一典型实施方式的成型弹道屏蔽罩的剖视图；

图4A示出了根据本发明的另一典型实施方式的屏蔽罩组件的视图；

图4B示出了屏蔽罩组件的截面视图；

图5A示出了根据典型屏蔽罩实施方式的弹丸偏转的视图；

图5B示出了根据典型屏蔽罩实施方式如何确定偏转角度；

图5C示出了屏蔽罩组件和偏转弹丸的截面视图；

图6A描述了根据本发明一示例性实施方式的固定设备的典型视图；

图6B示出了根据本发明的典型实施方式的屏蔽罩组件的顶视图；

图6C示出了组装后的屏蔽罩的角部的放大视图；以及

图7是一图表，其示出了典型成型弹道屏蔽罩的分层结构。

图形、附图、图像等等中的部件均被简单清晰地示出而不必按比例绘制。例如，图形中一些部件的尺寸可相对于其它部件被拉长以助于提高对本发明不同实施方式的理解。此外，在此的术语“第一”、“第二”等(如果有)均特别被用于区分相似的部件而不一定用于描述次序或时间顺序。而且，在说明书和/或权利要求书中出现的术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”等均通常用于说明目的而不一定用于理解性地描述专有的相对位置。很清楚，任何前述如此使用的术语可在适当情形下交换，使得在此描述的本发明的不同实施方式，例如，均能够采用不同于明确示例或描述的结构和定向的其它结构和/或定向进行操作。

具体实施方式

本发明的以下示范性的描述总体上涉及示例性实施方式以及发明人最佳方式的理念，而并不旨在以任何方式限制本发明的适用范围或结构。相反，以下描述旨在为实现本发明的不同实施方式提供合适的说明。显而易见的，可以对所披露的示例性实施方式中描述的任何部件的功能和/或配置做出改动而不会脱离本发明的精神和范围。

在此，本发明的描述采用传输防护和/或遮蔽材料、固定装置以及传输装置的语句。应当理解的是所述传输防护和/或遮蔽材料可包含许多传统材料，包括但不限于，陶瓷、金属、塑料、玻璃纤维、玻璃、各种其它的无机和有机材料等等。此外，所述传输防护和/或遮蔽材料可包含不同形式、层、大小、纹理和尺寸。

在此展示和描述的特定实现方式是本发明的说明和其最佳方式，而并非试图以任何方式限制本发明的范围。事实上，限于篇幅的缘故，不同的传统传输装置、多种遮蔽和/或防护装置的结构部件等等均未在此详述。此外，本发明可结合多个装置实现，并且描述的该系统仅仅是示范性的应用。再者，本发明可使用任何数量的传统技术用于弹道防护等等。

参见图1，根据本发明的不同方面，用于提供成型弹道屏蔽装置100的系统连同屏蔽罩110一起实施。该屏蔽罩110可包括成型材料120。同时，该成型弹道屏蔽装置100可连同匹配薄板140和145以及用于附接至第二表面的附接机构一起实施。

参见图2A、2B和2C，该屏蔽罩110可包括任何覆盖物。这种覆盖物可与天线设备一起使用。该屏蔽罩110总体上提供防护以不受包括但不限于天气、碎屑、弹丸、污染物、腐蚀、外部监视等的影响。屏蔽罩110可被配置成隐蔽并防护天线设备以及被设计成对发射或接收能力的干涉或衰减减小到最小。本实施方式中，屏蔽罩110可包括成型材料120和/或剥离(spall)层130中的至少一个。屏蔽罩110可与多个匹配薄板140、145联接。

该成型材料120和/或遮蔽材料(作为成型的)可形成弯曲，以减少弹道损伤，使材料偏转，防护不受碎屑、天气等的影响。在可选的典型实施方式中，该成型材料120可被制作成使弹道成型屏蔽装置100成为流线型从而减少阻力，或被制作成伪装该系统。该成型材料120可由任何合适的材料制成。例如，成型材料120可具有适当的牢固性以防护不受弹丸打击，以及可被制成任何适当的几何尺寸。在典型实施方式中，现参见图3，成型材料120可增大包含大的倾角、轴向倾斜等的面积，以实现减少弹道损伤和/或使弹丸和碎屑偏转中的至少之一。同样地，根据本发明，成型材料120和/或遮蔽材料可以各种形状或至少部分形状实现，包括但不限于圆顶、球形、蛋形、长球形、扁球形等等。此外，成型材料120和/或遮蔽材料可至少部分分段成为不同的几何平面和/或表面，例如，六边形、五边形、八边形等等。该成型材料120可包括一种材料或多层材料。

在典型实施方式中，成型材料120可包括任何合适的宽度。在一示范性实施方式中，成型材料120可包括大致为1英寸的陶瓷层。另一实施例中，成型材料120可包括弧形的至少一部分。

该成型弹道屏蔽装置100可包括剥离衬垫130。剥离衬垫130通常用作减少潜在碎片的数量以及缩小碎屑锥。剥离衬垫130同时提供隔声与绝热。例如，剥离衬垫130可适于提供防护以不受多重打击、动能弹、聚能装药等的影响。另外，剥离衬垫130可为成型弹道屏蔽装置100的结构提供额外的支撑。该剥离衬垫130可由一种材料制成，或其可包括多层材料。

在一典型实施方式中，该剥离衬垫130可联接至成型材料120最靠近天线设备单元160的内表面。该剥离衬垫130可具有与该成型材料120的内表面基本上相同的形状。尽管其可由任何一种适当的材料或材料组合制成，剥离衬垫130可包括CE/玻璃材料。

该成型弹道屏蔽装置100也可包括多个用于阻抗匹配的匹配薄板140、145。通过将适当设计的电感电路添加到绝缘构架中，阻抗匹配解调绝缘构架节点的电容电抗。借助于阻抗匹配，该框架不再散射能量。实际上，该框架消散、减少传输损耗并因此消除由天线带来的散射能量衰减。匹配薄板140、145可通常包括该成型弹道屏蔽装置100的外表面和内表面。可选择地，联合地或顺序地，围绕材料的任何单一组分层的内部和外部，可并入匹配薄板。例如，剥离层130可被夹在联接至成型材料120的多个匹配薄板之间和夹在两个附加匹配薄板之间。

该匹配薄板140、145可由任何合适的材料制成。另外，匹配薄板140、145可被制成任何合适的形状。通常，匹配薄板140和145将基本上近似于旨在与之联接的表面的形状。

该匹配薄板140、145可被适当地配置成执行阻抗匹配以解调由于传输设备电气性能要求而导致的框架损失。

在典型实施方式中，匹配薄板140可被制造成近似于成型材料120的外部形状。尽管它们可由任何合适的材料或材料组合制成，在典型实施方式中，匹配薄板140和145可由高密度聚乙烯制造。在另一典型实施方式中，匹配薄板145被制成近似于成型材料120的内部形状。另外，匹配薄板140可使用粘合剂与成型材料120联接。类似地，匹配薄板145可使用粘合剂与剥离层130联接。第一匹配薄板140和第二匹配薄板145可为任何一种合适的厚度，在一典型和示范性的实施方式中，每一薄板的厚度大约为1/16英寸。

可以理解的是本发明的附接机构可包括任何传统附接装置，例如：环、固定装置、框架、板、基座、螺钉、螺母、螺栓、钉、粘接剂、焊接剂、联接器等等。此外，本发明的附接机构可包含任何传统材料，例如：陶瓷、金属、塑料、玻璃纤维、玻璃、各种其它的无机和有机材料等等。附接机构的规格(例如，大小、形状、构成、纹理、尺寸、整体性等等)可包括适于实现本发明不同实施方式的任何参数。附接机构可被设计成使该附接机构的实施对降低电信号传输的贡献最下。

需要进一步理解的是，该附接机构可附接于、加接于、和/或连接到该屏蔽罩110和/或遮蔽材料上，以基本上形成该屏蔽罩和遮蔽装置。在一典型实施中，该附接机构可包括环形框架顶板152和环形框架基板155。另一实施方式中，用于成型弹道屏蔽装置100的附接机构通常实现通向天线设备单元160部件的可重复通道。例如，该附接机构适于被设计成移除成型弹道屏蔽装置100的至少一部分，以提供通向天线设备单元160部件的通道。在一可选实施方式中，天线设备单元160部件可被设置在第二表面的下方，并且该成型弹道屏蔽装置100可被安装成基本上与周围第二表面对齐。

参见图6A、6B和6C，在典型实施方式中，该附接机构可包括环形框架顶板152和环形框架基板155。环形框架顶板152通常将屏蔽罩110固定到环形框架基板155上。该环形框架顶板152可为任何合适的形状或尺寸，并且可由任何合适的材料制成。该环形框架顶板152可利用任何手段连接至第二表面或环形框架基板155上，无论是现有的还是本发明中以下所描述的。在一实施方式中，尽管可采用其它固定方式，环形框架顶板152可利用螺钉附接至第二表面上。

在一典型实施方式中，环形框架顶板152可被配置成与环形框架基板155联接。另一典型实施方式中，该屏蔽罩110的外圆周周长基座可基本上被该环形框架顶板152包围。另一实施方式中，通过该环形框架顶板152的倾斜边缘和该屏蔽罩110的圆周边缘的压力配合，该环形框架顶板152可被联接至该屏蔽罩110和/或匹配层140上。该屏蔽罩110的边缘宽度通常避免或阻止其从该环形框架顶板152移位。在一典型和示范性实施方式中，该环形框架顶板152可由铝制成。另一典型实施方式中，该环形框架顶板152可经由多个3/8英寸的螺钉附接至该环形框架基板155上。

环形框架基板155通常包括用于屏蔽罩110、匹配薄板140、145、和/或剥离层130的联接表面。环形框架基板155可被制造成使它的螺纹孔适于匹配环形框架顶板152的螺纹孔。通过任何合适的方式、由任何合适的材料制造以及包括任何合适的厚度或形状，环形框架基板155可被锚固于第二表面上。通过使环形框架顶板152和环形框架基板155结合，可获得适合该成型弹道屏蔽罩100部件的压力配合密封(containment)。本发明的一实施方式中，参见图6C，该环形框架基板155可包括内部开口，AEU160部件可通过该内部开口。尽管其可由任何合适的材料制成，一典型实施方式中，该环形基板155可包括铝。

天线设备单元160(AEU)可包含任何与传输电信号相关的装置。这可包括天线、扫描阵列传感器、转换器、移相器、电源、电子组件、射频部件、辐射装置、调制器、接收器、发送器、收发器、控制器、传感器等等。该AEU可为任何合适的定向和任何合适的形状。该AEU160可基本上容纳于该屏蔽罩110内，或可选择地仅部分AEU160容纳于该屏蔽罩110内。参见图4A和4B，该AEU160可基本上位于该环形框架基板155的下方，或该AEU 160的一部分位于该环形框架基板155开口的上方。根据本发明的典型方面，所述传输装置可包括用于传送雷达、声纳、激光雷达等信号的传统传输装置。这些传输装置可在任何合适的频带内进行传送。

参见图7，成型弹道屏蔽装置100通常为电子设备提供防护。在一典型实施方式中，该电子设备可包括天线设备单元160。该成型弹道屏蔽装置100可与联接至屏蔽罩110的成型材料120外表面的匹配薄板140共同制造。这个成型表面可被设计为与撞击弹丸成一倾斜角度。剥离层130可联接至该成型材料120。剥离层130通常为该成型弹道屏蔽装置100的部件提供额外支撑。匹配薄板145可被联接至该剥离层130的内表面。在一典型实施方式中，这些部件可通过环形框架顶板152和环形框架基板155被固定至第二表面上。该成型弹道屏蔽装置100的部件通常为该AEU160部件提供电穿透防护遮蔽。

AEU160部件可容纳于该成型弹道屏蔽装置100下方。该成型弹道屏蔽装置100部件可被设置成当提供防护而不受外部因素影响时呈现出最小的传输损耗。除其它功能之外，参见图5A、5B和5C，通过被设计成改变弹丸轨迹和/或偏转弹丸的冲击，该成型弹道屏蔽装置100的配置通常提供增强的防护而不受弹丸的影响。同时，其配置通常为容纳的电子设备和AEU160部件提供增大的面积。例如，与平面屏蔽罩相比，在该成型弹道屏蔽装置100的内表面和该AEU160部件之间可存在增大的偏转空间。可为由弹丸撞击引起的、该成型弹道屏蔽装置100朝着该AEU160的变形提供足够空间。另外，本实施方式中，弧形通常提供加强的结构强度，以抵抗中心弹丸冲击。

在前述说明书中，参照特定示例性实施方式描述了本发明，然而，可以理解的是可进行各种修改和变动而不脱离在此描述的本发明的范围。该描述应被视为说明性方式，而非限制性，并且所有的所述修改均应包含于本发明的范围之内。因此本发明的范围应由权利要求和它们的法律等价物确定，而非仅仅是上述实施方式。

例如，在任何方法或工艺的实施例中所列举的步骤可以任意次序执行，而不限于权利要求中呈现的特定次序。另外，在任何具体装置或构成实施例中所列举的组件和/或部件可以多种排列方式组装或操作设定，从而产生与本发明基本上相同的结果，而不限于权利要求所列举的特定配置。

结合特定实施方式，前面已描述了本发明的好处、其它优点以及解决问题的技术方案；然而，任何好处、优点、解决问题的技术方案或可导致任何特定好处、优点、技术方案的要素均不能被认作是本发明的关键、要求或必要技术特征或部件。

在此所使用的术语“包含”、“具有”、“包括”或任何变化均是非封闭性的包括，从而包含一系列部件的工艺、方法、物品、组件或装置均不仅仅包含所列举的那些部件，还同时包括那些所述工艺、方法、物品、组件或装置中未特别列出或固有的部件。用于本发明实践的前述结构、布置、应用、部分、部件、材料或组件的其它组合和/或修改，除了那些未特别列举之外，可以变化或特别适用于特定环境、制造说明、设计参数或其它操作要求而不脱离其一般原理。

Claims

1.一种成型弹道屏蔽装置，包括：

天线设备单元；和

用于遮蔽所述天线设备单元的成型屏蔽罩，其中所述成型屏蔽罩形成弯曲表面，所述弯曲表面被配置成减小相应于用于冲击弹丸的、相对小的倾角的面积；

剥离衬垫，所述剥离衬垫与所述成型屏蔽罩的、最靠近所述天线设备单元的内表面相联接，所述剥离衬垫的形状与所述成型屏蔽罩的内表面的形状相同；以及

附接机构，该附接机构包括环形框架顶板和环形框架基板，所述环形框架顶板配置成与所述环形框架基板联接并且将所述成型弹道屏蔽罩固定到所述环形框架基板，使得所述顶板的倾斜边缘压力配合在所述成型弹道屏蔽装置的边缘上。

2.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型屏蔽罩的形状至少包括一部分弧形。

3.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型屏蔽罩的形状被配置成提供抵抗中央弹丸冲击的结构强度。

4.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型屏蔽罩的形状被配置成在所述成型屏蔽罩的内表面和所述天线设备单元的顶部之间提供增大的空间。

5.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型屏蔽罩的形状被配置成提供用于布置所述天线设备单元的增大的空间。

6.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，进一步包括用于将所述成型弹道屏蔽装置附接至第二表面的附接机构。

7.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，进一步包括一对匹配薄板，所述匹配薄板用于提供阻抗匹配，其中所述一对匹配薄板中的第一薄板联接到所述剥离衬垫，并且所述一对匹配薄板中的第二薄板与所述成型屏蔽罩联接。

8.如权利要求1所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型屏蔽罩材料的形状基本上为拱形。

9.一种成型弹道屏蔽装置，包括：

天线设备单元；

成型顶部屏蔽罩表面，用于遮蔽所述天线设备单元，其中所述成型顶部屏蔽罩表面形成弯曲表面，所述弯曲表面被配置成减小包括用于入射弹丸的小的倾角的面积，以使所述入射弹丸偏转；

剥离衬垫，该剥离衬垫与所述成型顶部屏蔽罩表面的、最靠近所述天线设备单元的内表面相联接，所述剥离衬垫的形状与所述成型屏蔽罩的内表面的形状相同，其中所述剥离衬垫布置在所述天线设备单元和所述成型顶部屏蔽罩表面之间；

多个匹配薄板，所述多个匹配薄板用于提供阻抗匹配，其中所述多个匹配薄板中的第一薄板与所述剥离衬垫联接，并且所述多个匹配薄板中的第二薄板与所述成型顶部屏蔽罩联接；和

10.如权利要求9所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型顶部屏蔽罩表面的形状至少包括一部分弧形。

11.如权利要求9所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型顶部屏蔽罩表面的形状被配置成提供抵抗中央弹丸冲击的结构强度。

12.如权利要求9所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型顶部屏蔽罩表面的形状被配置成在所述成型顶部屏蔽罩表面的内部表面与所述天线设备单元的顶部之间提供增大的空间。

13.如权利要求9所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型顶部屏蔽罩表面的形状被配置成提供用于布置所述天线设备单元的增大的空间。

14.如权利要求9所述的成型弹道屏蔽装置，其中所述成型顶部屏蔽罩表面的形状基本上为拱形。

15.一种用于弹道遮蔽天线设备单元以免受弹丸冲击的方法，该方法包括以下步骤：

设置成型顶部屏蔽罩表面，用于遮蔽所述天线设备单元，其中圆顶形的所述成型顶部屏蔽罩表面被配置成具有用于使弹丸偏转的增大的倾角；

设置与所述成型顶部屏蔽罩表面的、最靠近所述天线设备单元的内表面联接的剥离衬垫，所述剥离衬垫的形状与所述成型屏蔽罩内表面的形状相同，其中所述剥离衬垫布置在所述天线设备单元和所述成型顶部屏蔽罩表面之间；

将第一匹配薄板联接到所述剥离衬垫；

将第二匹配薄板联接到所述成型顶部屏蔽罩，其中所述第一匹配薄板和所述第二匹配薄板提供阻抗匹配；

设置附接机构，该附接机构包括环形框架顶板和环形框架基板，所述环形框架顶板配置成与所述环形框架基板联接并且将所述成型弹道屏蔽罩固定到所述环形框架基板，以将所述成型顶部屏蔽罩表面的边缘、所述剥离衬垫以及所述第一匹配薄板和所述第二匹配薄板压力配合在所述附接机构的顶板的倾斜边缘与所述附接机构的基板之间。

16.如权利要求15所述的用于弹道遮蔽天线设备单元的方法，其中将所述成型顶部屏蔽罩表面的形状配置成至少包括一部分弧形。

17.如权利要求15所述的用于弹道遮蔽天线设备单元的方法，其中将所述成型顶部屏蔽罩表面的形状配置成提供抵抗中央弹丸冲击的结构强度。

18.如权利要求15所述的用于弹道遮蔽天线设备单元的方法，其中将所述成型顶部屏蔽罩表面的形状配置成在所述成型屏蔽罩的内表面与所述天线设备单元的顶部之间提供增大的空间。

19.如权利要求15所述的用于弹道遮蔽天线设备单元的方法，其中将所述成型顶部屏蔽罩表面的形状配置成提供用于布置所述天线设备单元的增大的空间。