CN105277922A - 一种大型有源相控阵雷达集成结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型有源相控阵雷达集成结构，采用前后两个舱的布局形式，前舱安装收发组件及天线阵子。后舱安装其余分系统。为了提高阵子天线的重复定位精度，将阵子安装于收发组件上，收发组件的前面及后面均有定位销，其中前面的定位销可以保证天线阵子的重复定位精度，后面的定位销可以保证收发组件与插座的盲配精度。为了提高雷达的维修性，天线罩采用双向滑轨的安装方式，可以在野外进行人工拆卸。为了提高雷达的可靠性，对收发组件使用的盲配插座进行灌胶加固处理。

Description

一种大型有源相控阵雷达集成结构

技术领域

本发明属于雷达工程领域，涉及一种复杂的相控阵雷达结构的设计。该发明针对大型相控阵雷达重复精度难于保证、维修性较差、大量使用的矩形插座可靠性差等问题提出的解决方案，可以应用于大型复杂的相控阵雷达结构设计中。

背景技术

新的相控阵雷达特点是体积大，重量大，天线重复精度要求高，系统集成度高,系统可靠性要求高。前述要求对结构设计提出了很高的要求。目前相控阵雷达常将雷达所有分系统的模块安装于一个平面内，从而导致模块的安装密度过高，不利于散热；收发组件与其它分系统连接的盲配插座未经加固，可靠性差；天线罩的可拆卸性差，从而导致天线阵子很难进行外场维修。为此，我们提出了一种新的大型相控阵雷达结构集成结构。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大型有源相控阵雷达集成结构。

技术方案

一种大型有源相控阵雷达集成结构，其特征在于包括框架、收发组件及天线阵子、A/D模块、DC/DC电源、子站光端机、光分配器、50伏直流电源、风机电源、频综组合、信处组合和GPS主机；所述的框架中间设有隔板将框架分为前后两个舱，收发组件及天线阵子位于前舱内，以后舱的几何中心将后舱分为左上区域、左下区域、右上区域、右下区域4个区域，A/D模块、DC/DC电源、子站光端机、光分配器和50伏直流电源以镜像对称方式分别位于4个区域，风机电源位于右下区域的左上部位，频综组合、信处组合和GPS主机从左至右依次位于左下区域的下部；所述的隔板上设有矩形插座用于与收发组件及天线阵子进行盲插。

收发组件及天线阵子为640个，呈三角形不规则分布，每个模块的横向间距为58.9毫米，纵向间距为300毫米，每4个模块构成一个小单元，小单元沿横向共有12列，每列的单元数从左至右分别为13、13、13、14、13、14、14、13、14、13、13、13。

框架的后舱左上区域安装有10个A/D模块、10个DC/DC电源、10个子站光端机；1个A/D模块、1个DC/DC电源和1个子站光端机构成一组，共分为10组，在框架上分3行安装，第1行安装3组，第2行安装4组，第3行安装3组，在第3行的右边安装光分配器，在第3行的下方安装50伏直流电源。

在前舱上还设有天线罩，所述的天线罩采用双向滑轨安装的方式方便拆卸。

一种矩形插座的灌封加固方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：制作一个矩形空心工装，所述的工装采用的材料为尼龙1010，内腔尺寸比矩形插座大0.2毫米，壁厚为1毫米；

步骤2：将工装套在插座上，将南大704胶挤入工装内直到胶已覆盖所有插针与导线焊接处；

步骤3：将插座于常温下放置24小时直至固化。

有益效果

本发明提出的一种大型有源相控阵雷达集成结构，与传统相控阵雷达结构相比，本发明的有意效果为：

1、采用前后两个舱的布局形式，前舱安装有640个收发组件及天线阵子。其排布为三角形排布。后舱安装40个A/D模块，40个DC/DC电源，40个子站光端机，4个光分配器，4个50伏直流电源。该128个模块均布与后舱的四个象限内，信处组合，频综组合，主站光端机，GPS主机等则安装于后舱的左下角，这样的集成结构不仅布局紧凑、而且有利于部件之间的散热以及信号之间的抗干扰。

2、为了提高阵子天线的重复定位精度，将阵子安装于收发组件上，收发组件的前面及后面均有定位销，其中前面的定位销可以保证天线阵子的重复定位精度，后面的定位销可以保证收发组件与插座的盲配精度。

3、为了提高雷达的维修性，天线罩采用双向导轨的安装方式，可以在野外进行人工拆卸。

4、为了提高雷达的可靠性，对收发组件使用的盲配插座进行灌胶加固处理。

附图说明

图1为前舱安装图

图2为后舱安装图

图3天线罩双向滑轨示意图

图4矩形插座灌封示意图

图5收发组件定位示意图

1-框架、2-收发组件及天线阵子、3-A/D模块、4-DC/DC电源、5-子站光端机、6-光分配器、7-50伏直流电源、8-风机电源、9-频综组合、10-信处组合、11-GPS主机、12-天线罩、13-底座、14-钢珠、15-矩形插座、16-矩形空心工装、17-安装面板、18-收发组件、19-第一定位销、20-第二定位销。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明结构将雷达的所有分系统集成于一方形框架内。框架外形尺寸为：4500(长)×2950(宽)×500(高)，总重量为2吨。

为了降低成本，提高可靠性，每一个A/D板、DC/DC电源、子站光端机对应16个收发组件，所以将传统的平面集成改为立体集成，即将雷达框架分为前后两个舱。

参见图1，框架1采用铆接成形，中间的隔板分隔为两个舱。其前舱内安装有640个收发组件及天线阵子2，其呈三角形不规则分布，每个模块的横向间距为58.9毫米，纵向间距为300毫米。每4个模块构成一个小单元，小单元沿横向共有12列，每列的单元数从左至右分别为13、13、13、14、13、14、14、13、14、13、13、13。收发组件及天线阵子2与安装在隔板上的矩形插座进行盲插。

参见图2，以后舱的几何中心将后舱分为4个区域，左上区域装有10个A/D模块3，10个DC/DC电源4，10个子站光端机5，这30个模块每3个(1个A/D模块、1个DC/DC电源、1个子站光端机)构成一组，共分为10组，该10组模块在框架内分3行安装，第1行安装3组，第2行安装4组，第3行安装3组，在第3行的右边安装光分配器6，在第3行的下方安装50伏直流电源7。右上区域的安装模块数量与左上区域完全一致。安装模块位置与左上区域镜像对称。右下区域也安装有左上区域的所有模块，这些模块的排列方式也与左上区域的排列方式镜像对称，另外，在该区域的左上部位安装有风机电源8。左下区域也安装有左上区域的所有模块，这些模块的排列方式也与左上区域一致，另外该区域的下部，从左至右还分别安装有频综组合9，信处组合10，GPS主机11。各个模块之间是使用线缆连接。

参见图3，为了便于前舱的收发组件及天线阵子的维修，需要能很方便的拆卸安装于框架前面的长方形天线罩12，所以我们在天线罩12的上边及下边安装有双向导轨。该导轨通过底座13分别固定于框架上边及下边，底座在对应天线罩的位置分别安装直径为10的不锈钢钢珠14。每个方向的钢珠数量为60个，间距为50毫米，钢珠与天线罩的间隙为2毫米，底座与天线罩上侧的间隙为3毫米。

参见图4，安装于框架1前后舱隔板上与收发组件盲配的矩形插座15的插针与线缆的焊接处可靠性不高，影响整个雷达的可靠性，提出采用灌封加固的方式，首先制作一个矩形空心工装16，该工装采用的材料为尼龙1010，内腔尺寸比插座大0.2毫米，壁厚为1毫米。在插座的焊接完成后，将工装套在插座上，采用手工方式，将南大704胶挤入工装内，胶的多少已覆盖所有插针与导线焊接处为宜，操作完成后，静置插座于合适的位置，在实验室环境下，24小时即可完全固化。

参见图5，天线阵子固定于收发组件上，在收发组件反复拆卸及安装后，为了保证天线阵子的重复精度，在收发组件安装面板17的背面设计有两个第一定位销19，第一定位销19的位置度公差为±0.02，对应的定位孔位置度公差为+0.05，为了保证收发组件与对应插座的盲配精度，在收发组件18的后部也安装有两个第二定位销20，为了防止四个定位销可能造成过定位，使得收发组件的拆卸及安装比较困难，所以后部的两个第二定位销的位置度公差为±0.05，对应的定位孔位置度公差为+0.1。

该结构解决了大型相控阵雷达系统集成困难，天线重复精度难于保证，维修性及可靠性设计困难等技术难题，适合于批量生产。

大型相控阵雷达结构集成技术已成功应用于某外贸雷达产品中，预计未来将带来更大的经济效益、军事效益和社会效益，并具有更加广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种大型有源相控阵雷达集成结构，其特征在于包括框架(1)、收发组件及天线阵子(2)、A/D模块(3)、DC/DC电源(4)、子站光端机(5)、光分配器(6)、50伏直流电源(7)、风机电源(8)、频综组合(9)、信处组合(10)和GPS主机(11)；所述的框架(1)中间设有隔板将框架分为前后两个舱，收发组件及天线阵子(2)位于前舱内，以后舱的几何中心将后舱分为左上区域、左下区域、右上区域、右下区域4个区域，A/D模块(3)、DC/DC电源(4)、子站光端机(5)、光分配器(6)和50伏直流电源(7)以镜像对称方式分别位于4个区域，风机电源(8)位于右下区域的左上部位，频综组合(9)、信处组合(10)和GPS主机(11)从左至右依次位于左下区域的下部；所述的隔板上设有矩形插座用于与收发组件及天线阵子(2)进行盲插。

2.根据权利要求1所述的大型有源相控阵雷达集成结构，其特征在于收发组件及天线阵子(2)为640个，呈三角形不规则分布，每个模块的横向间距为58.9毫米，纵向间距为300毫米，每4个模块构成一个小单元，小单元沿横向共有12列，每列的单元数从左至右分别为13、13、13、14、13、14、14、13、14、13、13、13。

3.根据权利要求1所述的大型有源相控阵雷达集成结构，其特征在于框架(1)的后舱左上区域安装有10个A/D模块(3)、10个DC/DC电源(4)、10个子站光端机(5)；1个A/D模块、1个DC/DC电源和1个子站光端机构成一组，共分为10组，在框架上分3行安装，第1行安装3组，第2行安装4组，第3行安装3组，在第3行的右边安装光分配器(6)，在第3行的下方安装50伏直流电源(7)。

4.根据权利要求1所述的大型有源相控阵雷达集成结构，其特征在于在前舱上还设有天线罩(12)，所述的天线罩(12)采用双向滑轨安装的方式方便拆卸。

5.一种用于权利要求1所述的大型有源相控阵雷达布局结构中的矩形插座的灌封加固方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：制作一个矩形空心工装(16)，所述的工装采用的材料为尼龙1010，内腔尺寸比矩形插座大0.2毫米，壁厚为1毫米；

步骤2：将工装套在插座上，将南大704胶挤入工装内直到胶已覆盖所有插针与导线焊接处；

步骤3：将插座于常温下放置24小时直至固化。