CN109216935A - 一种毫米波相控阵集成装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加工装配技术领域，公开了一种毫米波相控阵集成装配方法。具体包括以下过程：步骤1，多通道T/R组件进行配对装配；步骤2，通过平台定位组合安装结构件；步骤3，通过销钉定位装配多通道T/R组件与合成器；步骤4，装配多通道T/R组件与安装结构件；步骤5，通过工装定位进行TR组件与天线部分的盲插互联，完成相控阵前端装配；步骤6，完成相控阵后端装配，再将相控阵前端和相控阵后端装配。本发明在传统毫米波相控阵天馈系统装配基础上增加了尺寸链计算及分配方法和精密装配策略，确定尺寸公差分配，利用仿真与实验分析，进行螺纹连接与波导装配优化设计，从而实现毫米波相控阵天馈系统的精密装配。
Description
技术领域
本发明涉及加工装配技术领域，特别是一种毫米波相控阵集成装配方法。
背景技术
相控阵天线是从阵列天线发展而来，在军事和民用领域都得到广泛重视和快速发展。特别是在近十年，毫米波相控阵天馈系统制造技术得到广泛的研究和应用。
毫米波相控阵天馈系统的体积大大减小，高度集成化，在结构形态上与传统阵列天线相比发生了显著变化，对整机的制造精度和装配精度有更高的要求。毫米波相控阵天馈系统由于其集成化、小型化的需求，为保证整机的电气性能，要求各构件实现精密装配。
然而，毫米波相控阵天馈系统集成了机、电、热多个功能部分，结构组成复杂，对其体积和重量要求严格，系统的集成度高，使得整机装配困难，从而会影响整机的电气性能，需要设计一种保证毫米波相控阵天馈系统装配精度的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种毫米波相控阵集成装配方法。
本发明采用的技术方案如下：一种毫米波相控阵集成装配方法，具体包括以下过程：
步骤1，多通道T/R组件进行配对装配；
步骤2，通过平台定位组合安装结构件；
步骤3，通过销钉定位装配多通道T/R组件与合成器；
步骤4，装配多通道T/R组件与安装结构件；
步骤5，通过工装定位进行TR组件与天线部分的盲插互联，完成相控阵前端装配；
步骤6，完成相控阵后端装配，再将相控阵前端和相控阵后端装配。
进一步的，所述步骤1的具体过程为：步骤11：优化叠装多通道T/R组件装配尺寸链公差分配，结合机械加工工艺技术，安排加工工艺流程；步骤12：在多通道T/R组件腔体上预留了螺钉安装孔，根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计；步骤13：分析多通道T/R组件各波导口面的平面度要求，控制波导E面错位，波导H面错位；步骤14：使用三坐标测量机，对多通道T/R组件各波导口面的平面度进行检测。
进一步的，所述步骤3的具体过程为：步骤31：测量合成器表面平面度；步骤32：合成器与多通道T/R组件之间先通过销钉对位，进行螺纹连接分析，通过装配平面度及紧固顺序优化螺纹连接技术；步骤33：根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计，再通过螺钉紧固；步骤34：采用尺寸链计算方法，优化合成器小端面的共面精度。
进一步的，所述步骤4的具体过程为：步骤41：根据前期尺寸链仿真结果，设计塞规，选取靠近中心线的孔作为装配基准，并通过塞规保证最远端的孔；步骤42：紧固两侧与抱箍对应的安装螺钉，并将天线安装板与多通道T/R阵之间的安装螺钉上紧；步骤43：使用三坐标测量仪和万能工具显微镜对天线安装板与T/R阵的对位精度进行检测。
进一步的，所述步骤5的具体过程为：步骤51：采用尺寸链计算方法，分析多通道T/R组件件与天线的装配要求，设计工装；步骤52：采用工装，将单元天线静压入天线安装孔内，完成控阵前端装配。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明在传统毫米波相控阵天馈系统装配基础上增加了尺寸链计算及分配方法和精密装配策略，确定尺寸公差分配，利用仿真与实验分析，进行螺纹连接与波导装配优化设计，从而实现毫米波相控阵天馈系统的精密装配。
具体实施方式
下面对本发明做进一步描述。
本实施例的毫米波相控阵天馈系统的相控阵前端有左右抱箍、天线安装板、TR组件、合成器等零部件组成。相控阵后端包括波控模块、变频模块和电源模块等,因后端装配技术成熟，本实施例步骤1-5是针对相控阵前端各构件的装配。
相控阵前端的装配基准应尽量和设计基准接近或者重合，通过尺寸链计算及分配方法和精密装配策略完成尺寸公差分配，采用对称交叉拧紧完成螺纹连接，利用仿真与试验结果对波导错位进行优化，进而实现毫米波相控阵天馈系统的紧密装配。
一种毫米波相控阵集成装配方法，具体包括以下过程：
步骤1，多通道T/R组件进行配对装配；
所述步骤1的具体过程为：步骤11：优化叠装多通道T/R组件装配尺寸链公差分配，结合机械加工工艺技术，安排加工工艺流程；步骤12：在多通道T/R组件腔体上预留了螺钉安装孔，根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计，使用螺钉连可以接保证两个面的紧密贴合；步骤13：分析多通道T/R组件各波导口面的平面度要求，控制波导E面错位，波导H面错位，优化波导装配精度，完成配对装配，天线层与T/R层的互联定位精度达到0.1mm，每组叠装T/R组件波导口面的共面精度小于0.02mm，所有T/R组件的波导口面的共面精度小于0.04mm；步骤14：使用三坐标测量机，对多通道T/R组件各波导口面的平面度进行检测。该过程可以减少焊接引起的厚度方向的形变，提高T/R组件波导口面的平面度。
步骤2，通过平台定位组合安装结构件；
步骤3，通过销钉定位装配多通道T/R组件与合成器；
所述步骤3的具体过程为：步骤31：测量合成器表面平面度；步骤32：合成器与多通道T/R组件之间先通过销钉对位，进行螺纹连接分析，通过装配平面度及紧固顺序优化螺纹连接技术；步骤33：根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计，再通过螺钉紧固；步骤34：采用尺寸链计算方法，优化合成器小端面的共面精度。该过程采用波导装配精度优化设计，实现装配误差的控制，装配时保证T/R组件波导口的共面精度。
步骤4，装配多通道T/R组件与安装结构件；
所述步骤4的具体过程为：步骤41：根据前期尺寸链仿真结果，设计塞规，选取靠近中心线的孔作为装配基准，并通过塞规保证最远端的孔；步骤42：紧固两侧与抱箍对应的安装螺钉，并将天线安装板与多通道T/R阵之间的安装螺钉上紧；步骤43：使用三坐标测量仪和万能工具显微镜对天线安装板与T/R阵的对位精度进行检测。
步骤5，通过工装定位进行多通道T/R组件与天线部分的盲插互联，完成相控阵前端装配；
所述步骤5的具体过程为：步骤51：采用尺寸链计算方法，分析多通道T/R组件件与天线的装配要求，设计工装；步骤52：采用工装，将单元天线静压入天线安装孔内，完成控阵前端装配。该过程中天线安装板与T/R阵通过盲插互联，利用尺寸链计算及分配方法和精密装配策略，完成尺寸链仿真，保证天线安装板与T/R阵的对位精度。
步骤6，完成相控阵后端装配，再将相控阵前端和相控阵后端装配。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种毫米波相控阵集成装配方法，其特征在于，具体包括以下过程：
步骤1，多通道T/R组件进行配对装配；
步骤2，通过平台定位组合安装结构件；
步骤3，通过销钉定位装配多通道T/R组件与合成器；
步骤4，装配多通道T/R组件与安装结构件；
步骤5，通过工装定位进行TR组件与天线部分的盲插互联，完成相控阵前端装配；
步骤6，完成相控阵后端装配，再将相控阵前端和相控阵后端装配。
2.如权利要求1所述的毫米波相控阵集成装配方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：步骤11：优化叠装多通道T/R组件装配尺寸链公差分配，结合机械加工工艺技术，安排加工工艺流程；步骤12：在多通道T/R组件腔体上预留了螺钉安装孔，根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计；步骤13：分析多通道T/R组件各波导口面的平面度要求，控制波导E面错位，波导H面错位；步骤14：使用三坐标测量机，对多通道T/R组件各波导口面的平面度进行检测。
3.如权利要求2所述的毫米波相控阵集成装配方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：步骤31：测量合成器表面平面度；步骤32：合成器与多通道T/R组件之间先通过销钉对位，进行螺纹连接分析，通过装配平面度及紧固顺序优化螺纹连接技术；步骤33：根据螺纹连接优化技术进行螺钉设计，再通过螺钉紧固；步骤34：采用尺寸链计算方法，优化合成器小端面的共面精度。
4.如权利要求3所述的毫米波相控阵集成装配方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：步骤41：根据前期尺寸链仿真结果，设计塞规，选取靠近中心线的孔作为装配基准，并通过塞规保证最远端的孔；步骤42：紧固两侧与抱箍对应的安装螺钉，并将天线安装板与多通道T/R阵之间的安装螺钉上紧；步骤43：使用三坐标测量仪和万能工具显微镜对天线安装板与T/R阵的对位精度进行检测。
5.如权利要求4所述的毫米波相控阵集成装配方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程为：步骤51：采用尺寸链计算方法，分析多通道T/R组件件与天线的装配要求，设计工装；步骤52：采用工装，将单元天线静压入天线安装孔内，完成控阵前端装配。
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