CN113341403B - 一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，包括承载基座、收纳腔、收纳柱、主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、承载柱、板状天线、承载座、驱动控制电路，收纳腔嵌于承载基座内，下端面通过主伸缩驱动柱与承载基座连接，收纳柱下端面与收纳腔外侧面间通过转台机构铰接，承载座上端面板状天线连接，下端面通过至少两条辅助驱动柱相互连接，收纳柱内均设一条承载柱，承载柱与收纳柱底部通过辅助驱动柱连接，承载柱外侧面与板状天线连接。本发明的驱动控制电路嵌于承载基座外侧面，并与主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、板状天线及转台机构电气连接，可有效实现多频段、全方位进行无线信号侦测作业的需要，另外本发明在运行中可实现快速进行雷达天线收纳及展开作业的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，属于雷达设备技术领域。
背景技术
目前在对信号侦查雷达进行操作中，雷达天线的展开及收缩作业往往均是通过工作人员进行辅助操作，虽然可以满足使用的需要，但一方面雷达天线展开及收缩作业劳动强度大、工作效率低下，严重影响了雷达天线操作的灵活、便捷性和操作成本；另一方面也导致在雷达收缩操作中，无法根据使用需要灵活调整雷达天线的收缩、展开方向及精度，从而导致雷达天线在信号侦查时的有效覆盖范围小，检测精度及灵敏度也相对较差，并易受到地形等条件限制而导致雷达天线在进行信号侦查时的灵活性和精度均受到较大的影响。
此外，传统的雷达收缩装置也往往仅能满足对雷达天线的收缩收纳作业，也无法有效辅助调节雷达天线的运行状态和对雷达天线提供抗损防护的能力，从而进一步影响了雷达天线操作的灵活性和可靠性。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，通过雷达展开及收纳过程达到调整雷达天线运行方向、效率的目的，从而极大的提高了雷达天线操作使用的工作效率。
一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，包括承载基座、收纳腔、收纳柱、主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、承载柱、板状天线、承载座、驱动控制电路，收纳腔嵌于承载基座内，其轴线与承载基座上端面呈0°—90°夹角，收纳腔下端面通过主伸缩驱动柱与承载基座槽底连接，且主伸缩驱动柱两端分别与承载基座槽底机收纳腔下端面铰接，收纳柱至少一条，收纳柱下端面与收纳腔外侧面间通过转台机构铰接，其轴线与收纳腔轴线呈0°—120°夹角，承载座若干，各承载座轴线与收纳腔轴线垂直分布并分布在同一平面内，承载座上端面均与一个板状天线连接并平行分布，相邻两个承载座侧表面间通过弹性铰链铰接，下端面通过至少两条辅助驱动柱相互连接，且辅助驱动柱两端分别与承载座下端面铰接，辅助驱动柱轴线与承载座轴线垂直分布并沿承载座轴线方向均布，承载柱数量与收纳柱数量一致，且每条收纳柱内均设一条承载柱，与承载柱同轴分布并滑动连接，且承载柱与收纳柱底部通过辅助驱动柱连接，承载柱外侧面另与至少三条板状天线连接，且板状天线后端面与承载柱外侧面通过转台机构铰接，其轴线与承载柱轴线呈0°—180°夹角，所述驱动控制电路嵌于承载基座外侧面，并与主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、板状天线及转台机构电气连接，且各板状天线间相互并联。
进一步的，所述的收纳腔包括承载腔、太阳能电池板、导向齿条、驱动齿轮、驱动电机及导向滑轨，其下端面通过铰链与承载基座底部铰接，所述太阳能电池板包覆在承载腔前端面，所述导向滑轨共两条，对称分布在承载腔轴线两侧并与承载腔侧壁内表面连接，所述导向滑轨与承载腔轴线平行分布，且导向滑轨内设至少三个沿导向滑轨轴线方向均布的驱动齿轮，且两导向滑轨内的驱动齿轮对称分布，同一导向滑轨内的驱动齿轮间通过传动机构连接并与驱动电机连接，所述驱动电机嵌于承载腔外表面，所述导向齿条与承载座侧表面连接，嵌于导向滑轨内与导向滑轨轴线平行分布并与驱动齿轮拟合，所述太阳能电池板、驱动电机均与驱动控制电路电气连接。
进一步的，所述的承载柱上端面设密封端盖、外侧面设至少一个与承载柱同轴分布的环状驱动导轨，所述密封端盖与承载柱同轴分布，且其外径为收纳柱外径的1.1—1.5倍，所述环状驱动导轨包覆在承载柱外，且各环状驱动导轨间沿承载柱轴线方向分布，所述环状驱动导轨另分别通过滑块与板状天线连接，其中所述滑块后端面与环状驱动导轨滑动连接，前端面通过转台机构与板状天线铰接，且每条环状驱动导轨均与至少3个板状天线连接。
进一步的，所述的环状驱动导轨为两条及两条以上时，相邻两个环状驱动导轨间间距为板状天线最大长度的1.1—1.5倍，且相邻两个环状驱动导轨连接的板状天线间间隔分布。
进一步的，所述的承载座轴向截面呈“H”字形槽状结构，所述板状天线嵌于承载座上端面槽体内，且板状天线与承载座槽底及槽壁间设电磁屏蔽层。
进一步的，所述的板状天线横断面呈矩形、“凵”字形槽状结构、倒置等腰梯形槽状结构及圆弧形槽状结构。
进一步的，所述主伸缩驱动柱、辅助驱动柱均为电动伸缩柱、液压伸缩柱、气压伸缩柱中的任意一种。
进一步的，所述的驱动控制电路包括可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路、PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路及IGBT驱动电路，所述可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路相互并联，并分别与IGBT驱动电路电气连接，其中所述可编程控制器通过IGBT驱动电路分别与主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、板状天线、转台机构、收纳腔及承载柱的环状驱动导轨电气连接，所述基于FPGA芯片的数据处理电路另与PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路电气连接，并通过基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路与各板状天线电气连接，且所述调频收发电路另分别与低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路电气连接。
本发明系统集成化，模块化程度高，环境适应能力强，可有效实现多频段、全方位进行无线信号侦测作业的需要，且雷达天线信号收发质量稳定性好，使用灵活方便、通用性好且检测精度及灵敏度高；本发明的驱动控制电路嵌于承载基座外侧面，并与主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、板状天线及转台机构电气连接，在运行中可实现快速进行雷达天线收纳及展开作业的需要，且操作运行自动化程度高，并可同通过雷达展开及收纳过程达到调整雷达天线运行方向、效率的目的，从而极大的提高了雷达天线操作使用的工作效率，并有助于降低雷达天线操作的难度、劳动强度及成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明系统结构示意图；
图2为收纳腔结构示意图；
图3为承载座连接结构示意图；
图4为承载柱与板状天线连接关系局部结构示意图；
图5为驱动控制电路电气原理结构示意图。
图中各标号：承载基座1、收纳腔2、收纳柱3、主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5、承载柱6、板状天线7、承载座8、驱动控制电路9、转台机构10、弹性铰链11、电磁屏蔽层12、行走轮13、导向滑轨21、承载腔22、太阳能电池板23、导向齿条24、驱动齿轮25、驱动电机26、密封端盖61、环状驱动导轨62、滑块63。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，包括承载基座1、收纳腔2、收纳柱3、主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5、承载柱6、板状天线7、承载座8、驱动控制电路9，其中承载基座1为横断面呈“凵”字形槽状结构，收纳腔2嵌于承载基座1内，其轴线与承载基座1上端面呈0°—90°夹角，收纳腔2下端面通过主伸缩驱动柱4与承载基座1槽底连接，且主伸缩驱动柱4两端分别与承载基座1槽底及收纳腔2下端面铰接，收纳柱3至少一条，为轴向截面呈“凵”字形的柱状结构，收纳柱3下端面与收纳腔2外侧面间通过转台机构10铰接，其轴线与收纳腔2轴线呈0°—120°夹角，承载座8若干，各承载座8轴线与收纳腔2轴线垂直分布在同一平面内，承载座8上端面均与一个板状天线7连接并平行分布，相邻两个承载座8侧表面间通过弹性铰链11铰接，下端面通过至少两条辅助驱动柱5相互连接，且辅助驱动柱5两端分别与承载座8下端面铰接，辅助驱动柱5轴线与承载座8轴线垂直分布并沿承载座8轴线方向均布，承载柱6数量与收纳柱3数量一致，且每条收纳柱3内均设一条承载柱6，与承载柱6同轴分布并滑动连接，且承载柱6与收纳柱3底部通过辅助驱动柱5连接，承载柱6外侧面另与至少三条板状天线7连接，且板状天线7后端面与承载柱6外侧面通过转台机构10铰接，其轴线与承载柱6轴线呈0°—180°夹角，所述驱动控制电路9嵌于承载基座1外侧面，并与主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5、板状天线7及转台机构10电气连接，且各板状天线7间相互并联。本实施例中，承载基座1底部均布至少四个行走轮13。
如图2所示，重点说明的，收纳腔2包括承载腔22、太阳能电池板23、导向齿条24、驱动齿轮25、驱动电机26及导向滑轨21，所述承载腔22为横断面呈“凵”字形槽状结构，其下端面通过导向滑轨21与承载基座1底部铰接，所述太阳能电池板23包覆在承载腔22前端面，所述导向滑轨21共两条，对称分布在承载腔22轴线两侧并与承载腔22侧壁内表面连接，所述导向滑轨21与承载腔22轴线平行分布，且导向滑轨21内设至少三个沿导向滑轨21轴线方向均布的驱动齿轮25，且两导向滑轨21内的驱动齿轮25对称分布，同一导向滑轨21内的驱动齿轮25间通过传动机构连接并与驱动电机26连接，所述驱动电机26嵌于承载腔22外表面，所述导向齿条24与承载腔22侧表面连接，嵌于导向滑轨21内与导向滑轨21轴线平行分布并与驱动齿轮25拟合，所述太阳能电池板23、驱动电机26均与驱动控制电路9电气连接。
同时，承载柱6上端面设密封端盖61、外侧面设至少一个与承载柱6同轴分布的环状驱动导轨62，所述密封端盖61与承载柱6同轴分布，且其外径为收纳柱3外径的1.1—1.5倍，所述环状驱动导轨62包覆在承载柱6外，且各环状驱动导轨62间沿承载柱6轴线方向分布，所述环状驱动导轨62另分别通过滑块63与板状天线7连接，其中所述滑块63后端面与环状驱动导轨62滑动连接，前端面通过转台机构10与板状天线7铰接，且每条环状驱动导轨62均与至少3个板状天线7连接。
如图3所示，本实施例中，承载座8轴向截面呈“H”字形槽状结构，所述板状天线7嵌于承载座8上端面槽体内，且板状天线7与承载座8槽底及槽壁间设电磁屏蔽层12。
此外，所述的板状天线7横断面呈矩形、“凵”字形槽状结构、倒置等腰梯形槽状结构及圆弧形槽状结构。主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5均为电动伸缩柱、液压伸缩柱、气压伸缩柱中的任意一种。
如图4所示，本实施例中，环状驱动导轨62为两条及两条以上时，相邻两个环状驱动导轨62间间距为板状天线7最大长度的1.1—1.5倍，且相邻两个环状驱动导轨62连接的板状天线7间间隔分布。
如图5所示，需要特别说明的，所述的驱动控制电路9包括可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路、PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路及IGBT驱动电路，所述可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路相互并联，并分别与IGBT驱动电路电气连接，其中所述可编程控制器通过IGBT驱动电路分别与主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5、板状天线7、转台机构10、收纳腔2及承载柱6的环状驱动导轨62电气连接，所述基于FPGA芯片的数据处理电路另与PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路电气连接，并通过基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路与各板状天线7电气连接，且所述调频收发电路另分别与低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路电气连接。
本发明在具体实施中，首先对承载基座1、收纳腔2、收纳柱3、主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5、承载柱6、板状天线7、承载座8、驱动控制电路9进行装配，然后将组装后的天线设备通过承载基座1及承载基座1底部的行走轮13定位到指定位置，再将驱动控制电路9与外部的电源系统及控制系统电气连接，即可完成设备装配。
在进行信号检测时，一方面通过主伸缩驱动柱4调整收纳腔2与水平面的夹角，通过转台机构10调整收纳柱3与水平面及收纳腔2上端面间的夹角，完成天线展开基础设定，然后根据信号检测作业的需要，一方面通过收纳腔2内的导向齿条24、驱动齿轮25、驱动电机26运行，将嵌入在收纳腔2内的各板状天线7沿收纳腔2轴线方向从收纳腔2中伸出，在伸出的过程中通过调整伸出收纳腔2外的板状天线7数量达到调整雷达天线运行效率的目的，然后通过辅助驱动柱5调整各位于收纳腔2外的板状天线7面板间的夹角，从而达到调整雷塔天线接收方向和调整雷达天线接收信号的灵敏性及信号强度；
同时通过辅助驱动柱5驱动承载柱6从收纳柱3中伸出，并通过调整承载柱6的伸缩量达到调整与承载柱6连接的板状天线7的工作高度，然后通过承载柱6的环状驱动导轨62一方面调整各板状天线7工作位置，另一方面通过转台机构10调整板状天线7与承载柱6轴线的夹角，从而达到调整调整雷达天线接收信号的灵敏性及信号强度的目的，同时由于承载柱6的各板状天线7环绕承载柱6轴线均布，从而达到实现同时进行全方位信号接收的需要。
在进行天线收缩时，则通过主伸缩驱动柱4、辅助驱动柱5直接将各板状天线7收入到收纳腔2及收纳柱3内即可完成对雷达天线收纳保护的目的。
此外，本发明在进行天线展开、收缩作业及雷达天线信号检测作业均采用相互独立的电路系统同时进行，从而在达到提高雷达天线操控作业的自动化程度的同时，有效的消除了电路系统对雷达系统造成的干扰。
本发明系统集成化，模块化程度高，环境适应能力强，可有效实现多频段、全方位进行无线信号侦测作业的需要，且雷达天线信号收发质量稳定性好，使用灵活方便、通用性好且检测精度及灵敏度高；本发明的驱动控制电路嵌于承载基座外侧面，并与主伸缩驱动柱、辅助驱动柱、板状天线及转台机构电气连接，在运行中可实现快速进行雷达天线收纳及展开作业的需要，且操作运行自动化程度高，并可同通过雷达展开及收纳过程达到调整雷达天线运行方向、效率的目的，从而极大的提高了雷达天线操作使用的工作效率，并有助于降低雷达天线操作的难度、劳动强度及成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：包括承载基座（1）、收纳腔（2）、收纳柱（3）、主伸缩驱动柱（4）、辅助驱动柱（5）、承载柱（6）、板状天线（7）、承载座（8）、驱动控制电路（9），所述收纳腔（2）嵌于承载基座（1）内，其轴线与承载基座（1）上端面呈0°—90°夹角，所述收纳腔（2）下端面通过主伸缩驱动柱（4）与承载基座（1）槽底连接，且主伸缩驱动柱（4）两端分别与承载基座（1）、收纳腔（2）铰接，所述收纳柱（3）至少一条，所述收纳柱（3）下端面与收纳腔（2）外侧面间通过转台机构（10）铰接，其轴线与收纳腔（2）轴线呈0°—120°夹角，所述承载座（8）若干，各承载座（8）轴线与收纳腔（2）轴线垂直分布在同一平面内，所述承载座（8）上端面均与一个板状天线（7）连接并平行分布，相邻两个承载座（8）侧表面间通过弹性铰链（11）铰接，下端面通过至少两条辅助驱动柱（5）相互连接，且辅助驱动柱（5）两端分别与承载座（8）下端面铰接，所述辅助驱动柱（5）轴线与承载座（8）轴线垂直分布并沿承载座（8）轴线方向均布，每条收纳柱（3）内均设一条承载柱（6），承载柱（6）与收纳柱（3）底部通过辅助驱动柱（5）连接，所述承载柱（6）外侧面另与至少三条板状天线（7）连接，且板状天线（7）后端面与承载柱（6）外侧面通过转台机构（10）铰接，所述驱动控制电路（9）嵌于承载基座（1）外侧面，并与主伸缩驱动柱（4）、辅助驱动柱（5）、板状天线（7）及转台机构（10）电气连接，且各板状天线（7）间相互并联，所述的收纳腔（2）包括承载腔（22）、太阳能电池板（23）、导向齿条（24）、驱动齿轮（25）、驱动电机（26）及导向滑轨（21），所述承载腔（22）下端面通过铰链与承载基座（1）底部铰接，所述太阳能电池板（23）包覆在承载腔（22）前端面，所述导向滑轨（21）共两条，对称分布在承载腔（22）轴线两侧并与承载腔（22）侧壁内表面连接，所述导向滑轨（21）与承载腔（22）轴线平行分布，且导向滑轨（21）内设至少三个沿导向滑轨（21）轴线方向均布的驱动齿轮（25），且两导向滑轨（21）内的驱动齿轮（25）对称分布，同一导向滑轨（21）内的驱动齿轮（25）间通过传动机构连接并与驱动电机（26）连接，所述驱动电机（26）嵌于承载腔（22）外表面，所述导向齿条（24）与承载腔（22）侧表面连接，导向齿条（24）嵌于导向滑轨（21）内,并与导向滑轨（21）轴线平行分布并与驱动齿轮（25）拟合，所述太阳能电池板（23）、驱动电机（26）均与驱动控制电路（9）电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述的承载柱（6）上端面设密封端盖（61）、外侧面设至少一个与承载柱（6）同轴分布的环状驱动导轨（62），所述密封端盖（61）与承载柱（6）同轴分布，且其外径为收纳柱（3）外径的1.1—1.5倍，所述环状驱动导轨（62）包覆在承载柱（6）外，且各环状驱动导轨（62）间沿承载柱（6）轴线方向分布，所述环状驱动导轨（62）另分别通过滑块（63）与板状天线（7）连接，其中所述滑块（63）后端面与环状驱动导轨（62）滑动连接，前端面通过转台机构（10）与板状天线（7）铰接，且每条环状驱动导轨（62）均与至少3个板状天线（7）连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述的环状驱动导轨（62）为两条及两条以上时，相邻两个环状驱动导轨（62）间间距为板状天线（7）最大长度的1.1—1.5倍，且相邻两个环状驱动导轨（62）连接的板状天线（7）间间隔分布。
4.根据权利要求1所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述板状天线（7）嵌于承载座（8）上端面槽体内，且板状天线（7）与承载座（8）槽底及槽壁间设电磁屏蔽层（12）。
5.根据权利要求1所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述的板状天线（7）横断面呈矩形、“凵”字形槽状结构、倒置等腰梯形槽状结构及圆弧形槽状结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述主伸缩驱动柱（4）、辅助驱动柱（5）均为电动伸缩柱、液压伸缩柱、气压伸缩柱中的任意一种。
7.根据权利要求2所述的一种用于侦察信号的智能收缩天线雷达装置，其特征在于：所述的驱动控制电路（9）包括可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路、PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路及IGBT驱动电路，所述可编程控制器、基于FPGA芯片的数据处理电路相互并联，并分别与IGBT驱动电路电气连接，所述可编程控制器通过IGBT驱动电路分别与主伸缩驱动柱（4）、辅助驱动柱（5）、板状天线（7）、转台机构（10）、收纳腔（2）及承载柱（6）的环状驱动导轨（62）电气连接，所述基于FPGA芯片的数据处理电路另与PID控制电路、低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路、基于晶闸管的电子开关电路电气连接，并通过基于晶闸管的电子开关电路、调频收发电路与各板状天线电气连接，且所述调频收发电路另分别与低噪声信号放大电路、功率放大电路、带通滤波电路、混频电路、震荡电路电气连接。
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