CN106876985A - 机载双频段天线的稳定平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明机载双频段天线的稳定平台系统涉及一种用于对地观测领域的机载航空SAR。其目的是为了提供一种适用范围广、布局合理、结构紧凑的机载双频段天线的稳定平台系统。本发明机载双频段天线的稳定平台系统，包括方位机构、俯仰机构、俯仰驱动装置，所述方位机构嵌入安装在所述俯仰机构上，所述方位机构驱动所述俯仰机构转动，所述俯仰驱动装置绕所述俯仰机构俯仰运动，所述俯仰驱动装置上设有托架，所述托架连接有天线组件，所述天线组件包括第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线上连接有信号发射组件，所述托架上连接有角度反馈装置。

Description

机载双频段天线的稳定平台系统
技术领域
本发明涉及一种用于对地观测领域的机载航空SAR，特别是涉及一种机载双频段天线的稳定平台系统。
背景技术
合成孔径雷达，简称SAR，是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力。
天线/稳定平台系统是机载航空SAR的重要组成部分。天线/稳定平台系统将SAR天线与载机连成一体，在控制系统的控制下带动天线作方位及俯仰运动,实时对载机姿态角度误差进行运动补偿。
目前，机载SAR天线/稳定平台系统根据具体要求，只搭载某种特定频段的天线，其中高频段SAR图像与光学图像类似，可提供地物、地貌的详细外表特征，但穿透性能很差。而低频段SAR图像能够穿透叶簇和地表，发现隐蔽目标，揭示叶簇和地表下的结构，但提供外表特征的能力较差。因此将高低双频段的SAR数据进行融合，构设雷达成像侦察威胁环境，大大提高了部队在不同天候、不同天时、不同地形条件下实施伪装和电子对抗防护效果的能力。为满足双频段天线的安装要求，需对整个天线/稳定平台系统进行合理的布局，以使结构紧凑，体积包络小，提高天线/稳定平台系统的多载机平台的适装能力以及对多任务、复杂作战环境的适应能力，都是本领域科研人员亟需解决的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用范围广、布局合理、结构紧凑的机载双频段天线的稳定平台系统。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，包括方位机构、俯仰机构、俯仰驱动装置，所述方位机构嵌入安装在所述俯仰机构上，所述方位机构驱动所述俯仰机构转动，所述俯仰驱动装置绕所述俯仰机构俯仰运动，所述俯仰驱动装置上设有托架，所述托架连接有天线组件，所述天线组件包括第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线上连接有信号发射组件，所述托架上连接有角度反馈装置。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述方位机构上设有力矩电机，所述力矩电机上连接有传动轴，所述传动轴的一端连接所述俯仰机构，所述传动轴的另一端套设有旋转变压器，所述旋转变压器上连接有控制模块。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述力矩电机上固定连接有连接座，所述连接座上围设有天线罩，所述天线罩围覆所述天线组件。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述俯仰机构上设有扇形齿轮，所述俯仰驱动装置上设有动力机构，所述动力机构上连接有传动齿轮，所述传动齿轮与所述扇形齿轮相互啮合。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述俯仰机构上设有安装板，所述传动轴与所述安装板固定连接，所述安装板上固定连接所述扇形齿轮。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述托架设为V型架，所述托架上相互连接的两个侧边相互垂直，所述托架上远离所述托架轴线的外侧连接所述天线组件，所述侧边上靠近所述托架轴线的内侧连接所述信号发射组件。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中沿所述托架长度方向、一端连接所述角度反馈装置、另一端连接所述俯仰驱动装置，所述角度反馈装置与所述天线组件安装在所述托架的同侧。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述信号发射组件包括第一发射组件和第二发射组件，所述第一发射组件连接在所述第一天线上，所述第二发射组件连接在所述第二天线上，所述第一发射组件和所述第二发射组件上均设有散热扇。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述第一发射组件和第二发射组件的中心在所述托架的长度方向上设有间距。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统，其中所述信号发射组件安装所述散热扇的壁面上设有散热翅片，所述散热翅片上连接有隔板，所述散热扇安装在所述隔板上。
本发明机载双频段天线的稳定平台系统与现有技术不同之处在于本发明机载双频段天线的稳定平台系统中设有方位机构、俯仰机构、俯仰驱动机构和连接在俯仰机构上的天线组件，天线组件设有两组分别为第一天线和第二天线，第一天线和第二天线分别检测不同频段的信号，实现了双频段同时扫描；第一天线和第二天线上分别连接有第一发射组件和第二发射组件，将天线组件扫描到的信号进行发射，提高了天线/稳定平台系统的多载机平台的适装能力；方位机构嵌设在俯仰机构上，降低了机载双频段天线的稳定平台系统的高度，结构紧凑，体积包络小；方位机构上设有连接座，连接轴上设有天线罩，天线罩保护内部零部件，机载双频段天线的稳定平台系统提高了多任务、复杂作战环境的适应能力。
下面结合附图对本发明的机载双频段天线的稳定平台系统作进一步说明。
附图说明
图1为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的外部结构示意图；
图2为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的内部结构剖视图；
图3为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的内部机构示意图；
图4为本发明机载双频段天线的稳定平台系统图3中B-B示意图；
图5为本发明机载双频段天线的稳定平台系统图3中C-C示意图；
图6为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的俯仰驱动装置转动状态示意图；
图7为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的俯仰机构与俯仰驱动装置组合示意图；
图8为本发明机载双频段天线的稳定平台系统的信号发射组件俯视示意图。
附图标注：1、连接座；2、天线罩；3、方位机构；31、力矩电机；32、传动轴；33、旋转变压器；4、俯仰机构；41、安装板；42、扇形齿轮；5、俯仰驱动装置；51、传动齿轮；52、托架；53、动力机构；6、角度反馈装置；7、天线组件；71、第一天线；72、第二天线；8、信号发射组件；81、散热扇；82、第一发射组件；83、第二发射组件。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明机载双频段天线的稳定平台系统，包括方位机构3、俯仰机构4、俯仰驱动装置5，方位机构3嵌入安装在俯仰机构4上，方位机构3驱动俯仰机构4转动，俯仰驱动装置5绕俯仰机构4俯仰运动，俯仰驱动装置5上连接有天线组件7，天线组件7包括第一天线71和第二天线72，第一天线71和第二天线72上连接有信号发射组件8，俯仰驱动装置5上设有托架52，托架52上连接有角度反馈装置6。俯仰驱动装置5上连接有天线组件7，天线组件7随俯仰驱动装置5的运动而做俯仰运动。方位机构3带动俯仰机构4圆周转动，天线组件7固定在托架52上，托架52连接在俯仰机构4上，天线组件7随俯仰机构4转动，实现了天线组件7在圆周方向上的转动扫描，保证天线组件7扫描的全面无死角。方位机构3嵌入组合安装在俯仰机构4上，大大降低机载双频段天线的稳定平台系统的高度，节省了安装空间。天线组件7包括第一天线71和第二天线72，第一天线71和第二天线72分别扫描采集不同频段的信号，实现了双频段扫描监控的目的。信号发射组件8将天线组件7的采集的信号进行发射反馈，实现信号的传输。角度反馈装置6检测俯仰机构4俯仰的角度，角度反馈装置6上连接有综合处理系统，并将检测到的角度信息反馈到综合处理系统，综合处理系统监控和调节俯仰机构4俯仰的幅度。
方位机构3采用直驱方式，方位机构3上设有力矩电机31，力矩电机31上连接有传动轴32，传动轴32的一端连接俯仰机构4，传动轴32的另一端套设有旋转变压器33，旋转变压器33上连接有控制模块。力矩电机31上固定连接有连接座1，连接座1上围设有天线罩2，天线罩2围覆天线组件7。力矩电机31安装在连接座1的下部，力矩电机31套设在传动轴32上且靠近俯仰机构4安装，此种安装方式方便出线以及内部走线。力矩电机31上套设有壳体，连接座1固定连接在壳体上，连接座1连接在飞机机舱内，旋转变压器33也套设在传动轴32上，旋转变压器33安装在远离俯仰机构4的一端，旋转变压器33安装后凸出连接座1的平面。
旋转变压器33是将机械运动转化为模拟信号的转动式机电装置，旋转变压器33检测传动轴32转动的角度，将检测到的信息传输至控制模块，控制模块接收信号后调控力矩电机31，以全面获取信号。传动轴32设为中空结构，飞机机舱内设有连接到俯仰机构4的控制线缆，控制线缆包括射频线、控制线、电源线等，控制线缆贯穿连接轴的中空部分，节省了控制线缆占用的空间，方便控制线缆的安装，还减轻了传动轴32的质量。天线罩2铆接在连接座1的侧面，通过螺母铆接相对于法兰连接，减小了体积包络，减小了重量，便于机载。
俯仰机构4上设有扇形齿轮42，俯仰驱动装置5上设有动力机构53，动力机构53上连接有传动齿轮51，传动齿轮51与扇形齿轮42相互啮合。俯仰机构4上设有安装板41，传动轴32与安装板41固定连接，安装板41上固定连接扇形齿轮42。安装板41设为U型架体，安装板41的架体两侧对称连接有扇形齿轮42，动力机构53上的传动齿轮51配合扇形齿轮42对称设置。传动轴32上连接有轴承，安装板41与传动轴32的连接处结构设置为与轴承相适配的轴承端盖结构，安装板41压紧轴承，省去了轴承端盖，安装板41既能充当轴承端盖，又能连接方位机构3与俯仰机构4。扇形齿轮42连接在U型架体远离轴线的外侧面上，U型架体靠近轴线的内侧面上连接有托架52；托架52上固定连接天线组件7，天线组件7随传动轴32的转动而在水平方向上圆周转动，天线组件7绕传动轴32的轴线转动，扫描水平方向的信号。扇形齿轮42与传动齿轮51相互啮合，俯仰驱动装置5带动传动齿轮51转动，传动齿轮51绕扇形齿轮42转动，俯仰驱动装置5上固定连接有托架52，托架52随传动齿轮51转动，托架52带动天线组件7做俯仰运动，实现天线组件7的俯仰运动。
结合图3-图6所示，托架52设为V型架，托架52上相互连接的两个侧边相互垂直，侧边上远离托架52轴线的一侧连接天线组件7，侧边上靠近托架52轴线的一侧连接信号发射组件8。托架52的两个侧边相互垂直，防止安装在托架52上的天线组件7相互干扰，保证第一天线71和第二天线72扫描到的信号独立准确。信号发射组件8包括第一发射组件82和第二发射组件83，第一发射组件82连接在第一天线71上，第二发射组件83连接在第二天线72上，第一发射组件82和第二发射组件83上均设有散热扇81。
如图8所示，信号发射组件8运行时有热量积聚，在信号发射组件8的表面安装散热扇81，散热扇81加速周围空气流通，加速热量传递，快速散热，防止信号发射组件8过热受损。第一发射组件82和第二发射组件83的中心在托架52的长度方向上设有间距，第一发射组件82与第二发射组件83错位安装，信号发射组件8的长度小于天线组件7的长度，在长度方向上错位能减小相互干扰和促进热量扩散，还能充分利用空间，保证安装架两端中心对称，充分利用内部空间，整体布局更为紧凑，以减小体积包络，进而保证整体结构的对称和相对平衡。
如图7所示，沿托架52长度方向、一端连接角度反馈装置6、另一端连接俯仰驱动装置5，角度反馈装置6与天线组件7安装在托架52的同侧。俯仰驱动装置5与角度反馈装置6对称安装在托架52上，保证托架52两端结构对称，有效地控制负载的转动惯量，使得整体结构紧凑，体积包络小。
信号发射组件8安装散热扇81的壁面上设有散热翅片，散热翅片上连接有隔板，散热扇81安装在隔板上，可实现信号发射组件8与散热扇81的一体式装拆。散热翅片增大了信号发射组件8表面的散热面积，加速散热，散热翅片上安装隔板，方便散热扇81的安装，散热扇81与散热翅片结合使用，保证充分散热。
本实施例中的结构，不仅在结构件的设计，零件的选择上采用对称结构形式，而且在布局上也充分考虑到对称式结构对负载惯量的影响，第一天线71与第二天线72、第一发射组件82与第二发射组件83均对称安装在托架52上，呈垂直对称布置，结构紧凑。通过这些举措，有效地控制了负载的转动惯量，使得整体结构紧凑，体积包络小。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：包括方位机构(3)、俯仰机构(4)、俯仰驱动装置(5)，所述方位机构(3)嵌入安装在所述俯仰机构(4)上，所述方位机构(3)驱动所述俯仰机构(4)转动，所述俯仰驱动装置(5)绕所述俯仰机构(4)俯仰运动，所述俯仰驱动装置(5)上设有托架(52)，所述托架(52)连接有天线组件(7)，所述天线组件(7)包括第一天线(71)和第二天线(72)，所述第一天线(71)和所述第二天线(72)上连接有信号发射组件(8)，所述托架(52)上连接有角度反馈装置(6)。
2.根据权利要求1所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述方位机构(3)上设有力矩电机(31)，所述力矩电机(31)上连接有传动轴(32)，所述传动轴(32)的一端连接所述俯仰机构(4)，所述传动轴(32)的另一端套设有旋转变压器(33)，所述旋转变压器(33)上连接有控制模块。
3.根据权利要求2所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述力矩电机(31)上固定连接有连接座(1)，所述连接座(1)上围设有天线罩(2)，所述天线罩(2)围覆所述天线组件(7)。
4.根据权利要求2所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述俯仰机构(4)上设有扇形齿轮(42)，所述俯仰驱动装置(5)上设有动力机构(53)，所述动力机构(53)上连接有传动齿轮(51)，所述传动齿轮(51)与所述扇形齿轮(42)相互啮合。
5.根据权利要求4所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述俯仰机构(4)上设有安装板(41)，所述传动轴(32)与所述安装板(41)固定连接，所述安装板(41)上固定连接所述扇形齿轮(42)。
6.根据权利要求1所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述托架(52)设为V型架，所述托架(52)上相互连接的两个侧边相互垂直，所述托架(52)上远离所述托架(52)轴线的外侧连接所述天线组件(7)，所述侧边上靠近所述托架(52)轴线的内侧连接所述信号发射组件(8)。
7.根据权利要求6所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：沿所述托架(52)长度方向、一端连接所述角度反馈装置(6)、另一端连接所述俯仰驱动装置(5)，所述角度反馈装置(6)与所述天线组件(7)安装在所述托架(52)的同侧。
8.根据权利要求7所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述信号发射组件(8)包括第一发射组件(82)和第二发射组件(83)，所述第一发射组件(82)连接在所述第一天线(71)上，所述第二发射组件(83)连接在所述第二天线(72)上，所述第一发射组件(82)和所述第二发射组件(83)上均设有散热扇(81)。
9.根据权利要求8所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述第一发射组件(82)和第二发射组件(83)的中心在所述托架(52)的长度方向上设有间距。
10.根据权利要求8所述的机载双频段天线的稳定平台系统，其特征在于：所述信号发射组件(8)安装所述散热扇(81)的壁面上设有散热翅片，所述散热翅片上连接有隔板，所述散热扇(81)安装在所述隔板上。
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