CN105974371A - 相控阵气象雷达天线结构 - Google Patents

相控阵气象雷达天线结构 Download PDF

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CN105974371A CN201610466488.6A CN201610466488A CN105974371A CN 105974371 A CN105974371 A CN 105974371A CN 201610466488 A CN201610466488 A CN 201610466488A CN 105974371 A CN105974371 A CN 105974371A
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包晓军
刘远曦
顾建峰
刘宏宗
曹虎文
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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Abstract

本发明公开了一种相控阵雷达天线结构，包括平面天线、射频收发模块、电源及控制模块，还包括天线框架；所述天线框架包括天线支架和设置在所述天线支架上的散热片；所述平面天线设置在所述天线支架上；所述射频收发模块设置在所述散热片上；所述电源及所述控制模块设置在所述射频收发模块上。本发明由天线支架和散热片构成天线框架，将天线、射频模块、电源和控制器集成到天线框架上，并由外壳与天线框架密封，仅保留散热片裸露在外，优化了雷达接收信号幅值和相位的一致性，实现了良好的散热效果，同时安装维护方便。

Description

相控阵气象雷达天线结构
技术领域
本发明涉及雷达工程技术领域，具体涉及相控阵气象雷达天线结构。
背景技术
由于相控阵雷达的特殊体制，所以射频收发（TR）模块是雷达的重要部件。传统雷达将射频收发（TR）模块及信号处理等模块布置在靠近天线的电气柜中，通过馈线及波导管与天线相连。这样在雷达水平及竖直扫描过程中，就需要引入水平及俯仰旋转关节，这对于雷达接收信号的幅值及相位一致性的影响非常大。越来越多的相控阵雷达选择将射频收发（TR）模块集成到天线背后，但是密集的射频收发（TR）模块分布将带来严重的散热及安装维护问题。
气象雷达一般安放在天气较为恶劣的区域，昼夜温差大，面临强风，强降雨等恶劣天气的影响。所以，高防护等级的密封雷达天线是气象雷达的最佳选择。而这也将带来严重的散热问题。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明提供了一种高防护登记的相控阵气象雷达天线结构，由天线支架和散热片构成天线框架，天线、射频模块等集成到天线框架上，并由外壳与天线框架密封，仅保留散热片裸露在外，既优化了雷达接收信号幅值和相位的一致性，又实现了良好的散热效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种相控阵雷达天线结构，包括平面天线、射频收发模块、电源及控制模块，还包括天线框架；所述天线框架包括天线支架和设置在所述天线支架上的散热片；所述平面天线设置在所述天线支架上；所述射频收发模块设置在所述散热片上；所述电源及所述控制模块设置在所述射频收发模块上。
所述天线框架还包括设置在所述天线支架上的若干个安装法兰，所述散热片固定在所述安装法兰上。
所述散热片为两个双面插齿散热片，所述两个双面插齿散热片通过链接杆固定连接。
所述平面天线安装在天线支架的正面。
所述散热片上设置有导轨槽，所述射频收发组件通过所述导轨槽插至所述散热片上，且所述射频收发模块的输入和输出线缆均固定在所述散热片上。
所述射频收发模块通过设置在天线支架上的防止线缆发生形变的转接盒与所述平面天线连接。
所述射频收发模块背面设置有插槽，所述电源和控制模块通过所述插槽与所述射频收发组件固定连接。
所述天线框架含有一个外壳，所述外壳上还设置有使散热片上散热齿裸露在外的开口，所述天线支架、所述散热片和所述安装法兰上设置有放置发泡橡胶条的防水槽，所述外壳固定在发泡橡胶条上。
所述散热片两端还安装有对设备散热的防水风扇，所述防水风扇还含有防水罩，所述防水风扇通过防水接头与所述电源连接。
所述电源和所述控制模块上都装有将内部空气吹向所述散热片的内部循环风扇。
本发明的有益效果为：由天线支架和散热片构成天线框架，将天线、射频模块、电源和控制器集成到天线框架上，并由外壳与天线框架密封，仅保留散热片裸露在外，优化了雷达接收信号幅值和相位的一致性，实现了良好的散热效果，同时安装维护方便。
附图说明
图1为本发明具体实施例的结构示意图；
图2为本发明具体实施例的侧视图；
图3为本发明具体实施例的后视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
如图1，图2和图3所示，该结构包括：天线支架1和与其紧固连接的两个双面插齿散热片10，利用散热片10的平面度来矫正天线支架1在加工过程中的平面度误差。散热片10之间使用链接杆7来控制散热片之间的间距，同时传递受力。再使用螺钉整体与安装法兰4连接，形成天线的主体框架，保证天线本体的结构强度和刚度。
平面天线3安装在天线支架正面，射频收发（以下简称TR）模块5通过散热片10上的导轨槽插到天线支架1上。TR模块5与平面天线3之间通过SMP线转接，SMP两端均固定在转接盒6上，以减少SMP线缆长度及运转过程中的变形。TR模块5输入输出线缆均固定在散热片上。由于射频链路均处在天线内部，且运转过程中最大程度上减小线缆的变形，避免了波导管，旋转关节，外部馈线的影响，有效的提高了雷达信号幅值/相位一致性。
TR模块5背面通过PCIE插槽与电源及控制模块8相连接，电源及控制模块后插入背板9。雷达系统的主要功能模块均集成在天线本体内，有效的提高了雷达的集成度， 简化了雷达安装架设和拆撤的工作量，缩短了架设拆撤的时间。
在天线支架1,散热片10和安装法兰4上设计有防水槽，放置发泡橡胶条，外壳11通过螺钉压紧在橡胶条上，实现雷达天线的密封。这有效提高了雷达天线的可靠性和环境适应性。
在电源和控制模块5上安装有内部循环风扇，将内部高温区的热空气吹向散热片，使天线内部空气温度一致化。散热片10导轨与TR模块5之间涂抹导热硅脂，增加TR模块热量向散热片传递的效率。散热片10两端与外壳11密封良好，外壳11在散热片齿型区域开缺口用于安装高性能防水风扇13。防水风扇13对散热片10进行强制风冷，实现整体天线的散热。
防水风扇13外安装有风扇罩,在雨天能有效防止雨水在散热片上堆积，提高散热片的可靠性。
需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种相控阵雷达天线结构，包括平面天线、射频收发模块、电源及控制模块，其特征在于：还包括天线框架；所述天线框架包括天线支架和设置在所述天线支架上的散热片；所述平面天线设置在所述天线支架上；所述射频收发模块设置在所述散热片上；所述电源及所述控制模块设置在所述射频收发模块上。
2.如权利要求1所述的相控阵雷达天线结构，其特征在于：所述天线框架还包括设置在所述天线支架上的若干个安装法兰，所述散热片固定在所述安装法兰上。
3.如权利要求2所述的相控阵雷达天线结构，其特征在于：所述散热片为两个双面插齿散热片，所述两个双面插齿散热片通过链接杆固定连接。
4.如权利要求1所述的相控阵雷达天线结构，其特征在于：所述平面天线安装在天线支架的正面。
5.如权利要求1所述的相控阵雷达天线结构，其特征在于：所述散热片上设置有导轨槽，所述射频收发组件通过所述导轨槽插至所述散热片上，且所述射频收发模块的输入和输出线缆均固定在所述散热片上。
6.如权利要求1所述的相控阵雷达天线结构，其特征在于：所述射频收发模块通过设置在天线支架上的防止线缆发生形变的转接盒与所述平面天线连接。
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