CN110595566A - 一种雷达天线和雷达物位计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种雷达天线和雷达物位计。雷达天线包括天线镶块和天线外包壳，所述天线外包壳包裹在所述天线镶块内，所述天线镶块和所述天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型。本发明提供的雷达天线，其天线镶块和天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型，这样雷达天线无需整体采用棒状材料车削成型，降低了雷达天线的成本，提高了雷达天线的制造效率。
Description
技术领域
本发明涉及物位计领域，特别是一种雷达天线和雷达物位计。
背景技术
现有的雷达物位计，其天线通常采用聚四氟乙烯制成。由于聚四氟乙烯不能注塑，导致天线只能采用棒状材料车削加工成型。车削加工，导致材料浪费，天线成本高，且加工效率低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种雷达天线，其制造效率高，成本低。本发明实施例还提供了一种包括上述雷达天线的雷达物位计。
为了达到本发明的目的，本发明采取的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种雷达天线，包括天线镶块和天线外包壳，所述天线外包壳包裹在所述天线镶块内，所述天线镶块和所述天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型。
本发明实施例还提供了一种雷达物位计，包括上述的雷达天线。
本发明实施例提供的雷达天线，其包括天线镶块和天线外包壳，且天线镶块和天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型，这样雷达天线无需整体采用棒状材料车削成型，降低了雷达天线的成本，提高了雷达天线的制造效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为根据本发明实施例一所述的雷达物位计的剖视结构示意图；
图2为图1的A部结构的放大示意图；
图3为图1所示的雷达物位计的分解结构示意图；
图4为根据本发明实施例二所述的雷达物位计的剖视结构示意图；
图5为图4的B部结构的放大示意图；
图6为图4所示的雷达物位计的分解结构示意图；
图7为根据本发明实施例三所述的雷达物位计的剖视结构示意图；
图8为图7所示的雷达物位计的分解结构示意图；
图9为根据本发明实施例四所述的雷达物位计的剖视结构示意图；
图10为图9所示的雷达物位计的分解结构示意图。
附图标记：
1-雷达天线，11-天线外包壳，111-环形壳体段，112-锥形壳体段，113-球形壳体段，12-天线镶块，121-圆柱段，122-圆锥段，123-台阶面，124-球形段，13-定位填充柱，14-加载段，15-金属垫块，151-锥形通孔，2-波导体，21-导波通道，211-波导转换段，212-锥形腔，22-散热片，31、32、33-密封圈，4-卡圈，5-安装法兰。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一：
如图1-图3所示，本实施例提供了一种雷达天线1和雷达物位计，雷达物位计包括雷达天线1和波导体2。
雷达天线1包括天线镶块12和天线外包壳11，天线外包壳11包裹在天线镶块12外，且天线镶块12和天线外包壳11通过嵌件注塑工艺成型。注塑成型时，天线镶块12作为镶嵌件注塑成型到天线外包壳11内。
可选地，雷达天线1还包括定位填充柱13，天线镶块12上开设有开口向上的定位孔，定位填充柱13的下端设置在定位孔内。
天线镶块12和天线外包壳11通过嵌件注塑工艺成型时，天线镶块12上的定位孔可与模具内的定位件配合，以便固定天线镶块12，便于进行注塑。注塑完成后，在天线镶块12的定位孔内填充定位填充柱13，将定位孔进行填充。
可选地，定位填充柱13与定位孔之间过盈配合，以便实现定位填充柱13与定位孔之间的固定。
可选地，定位孔的开口向上，且定位孔的中心线与天线镶块12的中心线重合，使得定位填充柱13的中心线与天线镶块12的中心线重合。定位填充柱13的上端设有锥形的加载段14，加载段14的下端面与天线镶块12的上端面平齐。
雷达物位计的波导体2内设有导波通道21，导波通道21的上端设有波导转换段211，导波通道21的下端设有锥形腔212。定位填充柱13上端的加载段14可伸入锥形腔212内，且加载段14的外侧壁面与锥形腔212的内侧壁面之间具有气隙。
雷达物位计工作时，加载段14可接收从导波通道21向下传输的电磁波，使得电磁波更多地向下传播，减少电磁波向四周散射，进而提高雷达物位计的测量准确度。
可选地，天线镶块12采用聚四氟乙烯PTFE制成，其可采用棒材通过车削加工成型。
可选地，天线外包壳11采用氟化乙烯丙烯共聚物FEP或过氟烷基化物PFA制成。FEP或PFA材料可注塑，以便通过嵌件注塑工艺将天线外包壳11与天线镶块12成型到一起。此外，FEP或PFA材料的介电常数、密度和PTFE材料相同，且具有良好的耐腐蚀性能。
可选地，注塑成型时，天线外包壳11的壁厚大体上等厚，壁厚值采用电磁波半波长的奇数倍，如可采用半波长的3倍。
可选地，定位填充柱13采用聚四氟乙烯PTFE制成。
可选地，天线外包壳11的上端面凸出于天线镶块12的上端面，天线外包壳11内设有金属垫块15，金属垫块15支撑于天线镶块12的上端面上。
天线外包壳11的上端凸出于天线镶块12的上端，这样在天线外包壳11的上部形成一空腔，金属垫块15可设置于该空腔内，并支撑在天线镶块12的上端面上。
可选地，金属垫块15内设有锥形通孔151，定位填充柱13上端的加载段14穿过锥形通孔151，然后伸入波导体2的锥形腔212内。
在天线外包壳11内设置单独的金属垫块15是因为：若不设置金属垫块15，则在波导体2内需加工深度较大的锥形腔212，加工不便。设置金属垫块15后，可在金属垫块15内加工锥形通孔151，在波导体2上加工深度较小的锥形腔212，加工方便。
可选地，金属垫块15的上端面与天线外包壳11的上端面齐平。金属垫块15的上端面与天线外包壳11的上端面可同时与波导体2内锥形腔212的下端面抵接，以便雷达天线1的定位。
可选地，金属垫块15内的锥形通孔151的锥角与波导体2内锥形腔212的锥角一致。
可选地，金属垫块15的锥形通孔151的上端的孔径大于波导体2内锥形腔212的下端的孔径，以免存在加工误差时，锥形通孔151与锥形腔212发生错位，导致影响电磁波的传输，在锥形通孔151与锥形腔212的接触部位发生电磁波的反射等问题。
可选地，金属垫块15的锥形通孔151的下端的孔径小于定位填充柱13的圆柱段(位于锥形段14下方)的孔径，使得定位填充柱13的圆柱段的上端面的外边缘与锥形通孔151的下端抵接。
可选地，天线镶块12为多模结构，包括位于上部的圆柱段121和位于圆柱段121下方的圆锥段122。其中，圆柱段121下端的直径可小于圆锥段122上端的直径，因此在圆柱段121与圆锥段122之间形成台阶面123。
相应地，天线外包壳11包括位于上部的环形壳体段111和位于环形壳体段111下方的锥形壳体段112，天线镶块12的圆锥段122位于锥形壳体段112内，圆柱段121位于环形壳体段111内。环形壳体段111的上端面凸出于圆柱段121的上端面，金属垫块15可设置于该环形壳体段111内。
可选地，天线镶块12的下部为球形段124，球形段124位于锥形段122的下方；相应地，天线外包壳11的上部具有开口，且下部为球形壳体段113，球形壳体段113位于锥形壳体段112的下方，球形段124位于球形壳体段113内，且球形段124的直径大于天线外包壳11的开口的直径。
天线镶块12为上部直径小、下部直径大的结构，且天线镶块12下部的球形段124的直径大于天线外包壳11的开口的直径，使得天线镶块12的下部部分的截面积大于天线外包壳11上部的开口的截面积，该结构的雷达天线1，可利用注塑工艺，将天线镶块12成型到天线外包壳11内。
可选地，环形壳体段111的外侧壁面上设有密封件安装槽，密封圈可安装在该安装槽内，以便实现雷达天线1与波导体2的密封。具体地，密封件安装槽和密封圈均设置有两个，两个密封圈31、32分别安装在两个密封件安装槽内。
可选地，密封件安装槽设置在环形壳体段111的上部，使得密封圈31、32与金属垫块15的高度相当，避免在密封圈31、32处发生电磁波的反射。
可选地，雷达天线1通过卡圈4固定在波导体2上。具体地，天线外包壳11的锥形壳体段112的外侧壁面上设有第一卡圈安装槽，波导体2的内侧壁面上设有第二卡圈安装槽，卡圈4的内侧容纳在第一卡圈安装槽内，卡圈4的外侧容纳在第二卡圈安装槽内。
可选地，第一卡圈安装槽设置在锥形壳体段112的外侧壁面的上部，避免了在卡圈4处发生电磁波的发射。
可选地，卡圈4为金属卡圈或者塑料卡圈或者橡胶卡圈等。
可选地，波导体2外固定有安装法兰5，用于固定待测的料罐。安装法兰5与雷达天线1的天线外包壳11之间设有密封圈33。
可选地，波导体2上可设有散热片22。散热片22与波导体2可一体成型。
可选地，波导体2可采用316L不锈钢等制成，金属垫块15可采用黄铜H65等制成，密封圈31-33可采用氟橡胶FKM等制成，卡圈4可采用304不锈钢等制成，安装法兰5可采用316L不锈钢等制成。
当然，各部件的材料并不限于以上所述。
实施例二：
本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例一的主要不同之处在于，天线外包壳和天线镶块的结构。
在本实施例中，如图4-图6所示，天线镶块12包括位于上部的圆锥段122，天线外包壳11包括位于上部的环形壳体段111和位于环形壳体段111下方的锥形壳体段112，圆锥段122位于锥形壳体段112内。
天线镶块12的圆锥段122的上端面可与锥形壳体段112的上端齐平，环形壳体段111的上端面可凸出于天线镶块12的圆锥段122的上端面，金属垫块15可设置于该环形壳体段111内，且金属垫块15的上端面可与环形壳体段111的上端面齐平。
第一卡圈安装槽设置在锥形壳体段112的上部，使得卡圈4位于金属垫块15的下方，并接近金属垫块15的下端面，以免在卡圈4处发生电磁波的反射。
实施例三：
本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例一的主要不同之处在于，雷达天线不包括定位填充柱。
在本实施例中，如图7-图8所示，雷达天线1不包括定位填充柱，且在天线镶块12的上端设有锥形的加载段14。
实施例四：
本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例三的主要不同之处在于，第一卡圈安装槽的设置位置。
在本实施例中，如图9-图10所示，第一卡圈安装槽设置在天线外包壳11的环形壳体段111的外侧壁面上，且第一卡圈安装槽位于密封件安装槽的下方，使得卡圈4位于密封圈31、32的下方。
可选地，第一卡圈安装槽位于金属垫块15的下方，并接近金属垫块15的下端面，以免在卡圈4处发生电磁波的反射。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种雷达天线，其特征在于：包括天线镶块和天线外包壳，所述天线外包壳包裹在所述天线镶块内，所述天线镶块和所述天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型。
2.根据权利要求1所述的雷达天线，其特征在于：所述天线镶块的上端设有锥形的加载段。
3.根据权利要求1所述的雷达天线，其特征在于：所述雷达天线还包括定位填充柱，所述天线镶块上开设有开口向上的定位孔，所述定位填充柱的下端设置在所述定位孔内。
4.根据权利要求3所述的雷达天线，其特征在于：所述定位孔的中心线与所述天线镶块的中心线重合，所述定位填充柱的上端设有锥形的加载段，所述加载段的下端面与所述天线镶块的上端面平齐。
5.根据权利要求3所述的雷达天线，其特征在于：所述天线镶块和所述定位填充柱采用聚四氟乙烯PTFE制成，所述天线外包壳采用氟化乙烯丙烯共聚物FEP或过氟烷基化物PFA制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的雷达天线，其特征在于：所述天线镶块包括位于上部的圆柱段和位于所述圆柱段下方的圆锥段，所述天线外包壳包括位于上部的环形壳体段和位于所述环形壳体段下方的锥形壳体段，所述圆锥段位于所述锥形壳体段内，所述圆柱段位于所述环形壳体段内；
或者，所述天线镶块包括位于上部的圆锥段，所述天线外包壳包括位于上部的环形壳体段和位于所述环形壳体段下方的锥形壳体段，所述圆锥段位于所述锥形壳体段内。
7.根据权利要求6所述的雷达天线，其特征在于：所述环形壳体段的外侧壁面上设有密封件安装槽，所述锥形壳体段的外侧壁面或者所述环形壳体段的外侧壁面上设有卡圈安装槽，所述卡圈安装槽位于所述密封件安装槽的下方。
8.根据权利要求2或4所述的雷达天线，其特征在于：所述天线外包壳的上端面凸出于所述天线镶块的上端面，所述天线外包壳内设有金属垫块，所述金属垫块支撑于所述天线镶块的上端面上，且所述金属垫块内设有锥形通孔，所述加载段穿过所述锥形通孔。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的雷达天线，其特征在于：所述天线镶块的下部为球形段，所述天线外包壳的上部具有开口，且下部为球形壳体段，所述球形段位于所述球形壳体段内，且所述球形段的直径大于所述天线外包壳的开口的直径。
10.一种雷达物位计，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的雷达天线。
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