CN113451756A - 一种整体化骨架监视雷达天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体化骨架监视雷达天线，在整体化骨架的两侧分别耦合有天线罩和防护罩，整体化骨架的内部设置有天线部件，天线部件包括楔形安装架、翼形裂缝波导、单型辐射板和极化格栅板，翼形裂缝波导的两侧设置楔形安装架，且在两侧的楔形安装架之间安装单型辐射板，单型辐射板与翼形裂缝波导之间设置有极化格栅板，翼形裂缝波导的一端安装有传输波导(包含软波导)，软波导从骨架底部开口输出，翼形裂缝波导的另一端安装有独立负载，采用这种结构模式，雷达天线性能大幅提升和改善，结构刚强度，可靠性大幅提升，天线的制造装配简化，总零件数减少，成本明显降低，实现了商品化设计要求天线高性能高刚度轻量化的目的。

Description

一种整体化骨架监视雷达天线

技术领域

本发明属于监视雷达用天线技术领域，是一种用于海岸、港口、机场等水面、地面等处监视移动目标的一种监视雷达天线，具体是一种整体化骨架监视雷达天线。

背景技术

目前监视雷达天线骨架结构基本都是采用板材钣金折弯加工成型后通过拼接和铆接模式形成一个组合骨架结构，然后在骨架外部罩上一层蒙皮形成一个天线，这种结构模式的好处是，零件取材便利，对零件的加工制造也相对容易，在零件的加工和材料本身成本较低，在一定范围内可以解决低成本和结构刚度问题，但在后期存在的问题比较突出，主要问题是钣金拼接结构在装配过程中面临的问题比较多，由于钣金加工的零件尺寸一致性差，装配过程需要专用工装保证位置精度，尤其在安装平面一致性和辐射角一致性，在装配时需要反复调整校核，因此装配过程中需花费大量校核调整时间甚至需要零件返工，浪费时间也导致费用上升很快，效率比较低，为了保证拼接牢靠，还需要额外增加结构辅助件，这些措施的使用又会带来结构质量的增加，可靠性也带来隐患。

长条型结构天线对结构刚度设计要求较高，天线刚性好才能保证天线结构的稳定，才能使雷达信号稳定，雷达才能可靠的工作，保证雷达优良的探测精度性能，因此长条形雷达天线要求天线骨架刚度好，质量轻巧。通常的拼接骨架结构设计为了保证较好的结构刚度和强度，需要增加大量辅助支撑结构来达到需要的结构刚度，带来了结构偏重，需要在结构设计上解决轻量化问题。传统骨架零件采用钣金件虽然加工快速容易成型成本低，但是在装配过程中各种弊端也暴露出来，存在着尺寸精度差，尺寸难以保持一致，需要专用工装，尤其在大尺寸的结构中需要分段制造，尺寸一致性差的问题带来装配时反复校核和返工现象，工艺繁琐可装配性差，造成生产周期和制造成本迅速上升，给成本控制带来极大风险。

发明内容

本的目的在于提供一种整体化骨架监视雷达天线，提供一种满足高可靠、高刚度、高强度、轻量化的壳体骨架一体化结构的整体化骨架，即把壳体与骨架合二为一的结构设计模式，既具有壳体的防护功能也具有骨架的安装和支撑功能，大幅改善天线整体性能，减少了结构零件数量，刚强度增加，可靠性大幅提升，装配要求降低效率提高，从而使整体成本降低明，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种整体化骨架监视雷达天线，包括整体化骨架，在整体化骨架的两侧分别耦合有天线罩和防护罩，所述整体化骨架的内部设置有天线部件；

所述天线部件包括楔形安装架、翼形裂缝波导、单型辐射板和极化格栅板，所述翼形裂缝波导的两侧设置楔形安装架，且在两侧的楔形安装架上设置单型辐射板，所述单型辐射板和翼形裂缝波导之间设置有极化格栅板；

所述翼形裂缝波导的一端安装有传输波导和软波导，所述软波导从骨架底部开口输出，所述翼形裂缝波导的另一端安装有独立负载。

作为本发明再进一步的方案：所述整体化骨架上端法兰的两侧对称安装有复角角件，所述复角角件上安装有螺母支架，所述螺母支架的顶端与复角角件顶端在同一水平面上，所述单型辐射板开口端通过螺钉固定设在复角角件上，所述螺母支架上通过螺栓设置有赋形极化板。

作为本发明再进一步的方案：所述天线部件的翼形裂缝波导两侧开设有若干个螺纹孔，所述翼形裂缝波导经两侧的螺纹孔通过螺钉固定在整体化骨架上。

作为本发明再进一步的方案：所述整体化骨架与天线罩和防护罩连接的两端边缘面上开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条。

作为本发明再进一步的方案：所述整体化骨架的截面结构呈倾倒设置的U型蜂窝夹层结构。

作为本发明再进一步的方案：所述整体化骨架的顶部两端安装有吊装螺钉，所述整体化骨架的底部设有预埋钢件和螺栓。

作为本发明再进一步的方案：所述天线罩与防护罩的外形结构一致。

作为本发明再进一步的方案：所述楔形安装架的截面呈楔形结构，所述楔形安装架的截面斜度与单型辐射板的斜度一致。

作为本发明再进一步的方案：所述复角角件的斜边与楔形安装架的斜边角度一致，并紧贴在单型辐射板上。

作为本发明再进一步的方案：所述赋形极化板是由印制板与泡沫夹层板复合而成，所述赋形极化板的赋形层对电磁波赋形，所述赋形极化板的极化层对电磁波进行极化处理。

作为本发明再进一步的方案：所述整体化骨架的壳体内部设有加强筋。

作为本发明再进一步的方案：所述天线罩是采用复合材料构成的透波性外罩。

作为本发明再进一步的方案：所述单型辐射板采用铝板裁剪制成。

作为本发明再进一步的方案：所述传输波导是按国家标准设计制造的普通矩形波导。

作为本发明再进一步的方案：所述软波导是按国家标准设计制造的能够弯曲的软矩形波导。

作为本发明再进一步的方案：所述螺母支架是由角件制造，固定在复角角件上用于安装赋形极化板。

作为本发明再进一步的方案：所述密封条是由硅橡胶制成的橡胶条。

作为本发明再进一步的方案：所述独立负载是对多余能量进行吸收的部件。

作为本发明再进一步的方案：所述极化格栅板是由具有按规则排列矩形槽孔的金属铝合金制成。

本发明的有益效果：

(1)本发明核心是将壳体骨架合成一体化整体骨架结构作为核心框架安装结构，结合楔形安装架和翅形结构的翼形裂缝波导，即翅形结构的翼形裂缝波导的设计，提高了裂缝波导精度和尺寸稳定性，改善了天线品质，是简化安装结构的重点发明，其结构连接电连续性好，楔形安装架的设计解决反射角的装配校准问题，提高了结构安装精度和效率，解决了天线单型辐射板精密定位安装要求，提高了天线性能指标，降低了副瓣，使分块设计的单型辐射板安装能够保持安装在一个平面内，采用这种结构模式，雷达天线性能大幅提升和改善，结构刚强度，可靠性大幅提升，天线的制造装配简化，总零件数减少，成本明显降低，实现了商品化设计要求天线高性能高刚度轻量化的目的；

(2)本发明雷达天线内部装配采用分块分层安装模式，首先把复角角件安装在整体化骨架上端法兰，接着安装螺母支架，螺母支架顶端与复角角件顶端在同一水平面上，等待天线组件安装，第二阶段把翼形裂缝波导、极化格栅板、楔形安装架、单型辐射板通过螺钉连接安装成一个整体，把连接好的整体结构安装在整体化骨架上，从骨架中间隔板底部另一侧穿过螺钉把天线固定在整体化骨架上，调整好位置然后把单型辐射板开口端用螺钉固定在复角角件上，接着把赋行板和极化板一起用螺栓固定安装在螺母支架上，骨架这一侧安装完毕，天线骨架另一侧在翼形裂缝波导一端安装传输波导和软波导，软波导从骨架底部开口输出，翼形裂缝波导另一端安装独立负载，最后把天线罩安装在喇叭口端和防护罩安装好，整个天线组装完成，该整体化骨架结构发明突破了国内外常规采用拼接式内骨架结构模式，充分考虑到可制造性要求，优先考虑装配的便捷性和效率，新的装配设计使雷达天线结构性能更优可靠性更高，成本更低，同时整体化骨架使整个天线的结构得到简化，零件数量大幅减少，装配性更好，生产效率更高，尺寸精度也更容易得到保证，天线的性能更佳；

(3)本发明从设计加工到安装过程的技术难度和技术风险大大降低了，完全满足雷达天线结构精度要求和尺寸稳定性要求，保证雷达天线性能指标的稳定和提升，也使整个雷达天线结构系统更趋合理，同时避免了专用工装要求和装配校核过程，安装效率提升成本降低，同时加工和安装难度降低，雷达天线的可维修性增加，有利于批量化生产，实现雷达天线的高可靠性、高刚度和轻量化，使天线工作寿命显著增加，在全寿命周期内天线几乎不需要维护。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是为本发明天线结构局部剖视图。

图2为本发明中雷达天线截面图的结构示意图。

图3为本发明中雷达天线轴测示意图的结构示意图。

图4为本发明中翼形裂缝波导端面的结构示意图。

图5为本发明中楔形安装件的结构示意图。

图6为本发明中整体化骨架的结构示意图。

图7为本发明中整体化骨架截面的结构示意图。

图8为本发明中天线组件的结构示意图。

图中：1、整体化骨架；2、天线罩；3、防护罩；4、楔形安装架；5、复角角件；6、翼形裂缝波导；7、单型辐射板；8、赋形极化板；10、传输波导；12、螺母支架；13、极化格栅板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～8，本发明实施例中，一种整体化骨架监视雷达天线，包括整体化骨架1，在整体化骨架1的两侧分别耦合有天线罩2和防护罩3，所述整体化骨架1的内部设置有天线组件，所述天线组件包括楔形安装架4、翼形裂缝波导6、单型辐射板7和极化格栅板13，所述翼形裂缝波导6的两侧设置楔形安装架4，且在两侧的楔形安装架4之间设置单型辐射板7，所述单型辐射板7和翼形裂缝波导6之间设置有极化格栅板13，所述翼形裂缝波导6的一端安装有传输波导10(含软波导)，所述软波导从骨架底部开口输出，所述翼形裂缝波导6的另一端安装有独立负载，所述整体化骨架1上端法兰的两侧对称安装有复角角件5，所述复角角件5上安装有螺母支架12，所述螺母支架12的顶端与复角角件5顶端在同一水平面上，所述单型辐射板7开口端通过螺钉固定设在复角角件5上，所述螺母支架12上通过螺栓设置有赋形极化板8。

该雷达天线在设计时，将壳体骨架合成一体整体化骨架1结构作为核心框架安装结构，结合楔形安装架4和翅形结构的翼形裂缝波导6，即翅形结构的翼形裂缝波导6的设计，提高了翼形裂缝波导6精度，改善了天线品质，减少辅助安装零件，结构连接电连续性好，楔形安装架4的设计解决反射角的装配校准问题，提高了结构安装精度和效率，解决了雷达天线单型辐射板7精密定位安装要求，提高了天线性能指标，降低了副瓣，使分块设计的单型辐射板7安装能够保持安装在一个平面内，使雷达天线性能大幅提升和改善，结构刚强度，可靠性大幅提升，天线的制造装配简化，总零件数减少，成本明显降低，实现了商品化设计要求天线高性能高刚度轻量化的目的；

在雷达天线在装配时，雷达天线内部采用分块分层安装模式，首先把复角角件5安装在整体化骨架1上端法兰，接着安装螺母支架12，螺母支架12顶端与复角角件5顶端在同一水平面上，等待天线组件安装，第二阶段把翼形裂缝波导6、极化格栅板13、楔形安装架4、单型辐射板7通过螺钉连接安装成一个整体，把连接好的整体结构安装在整体化骨架1上，从骨架中间隔板底部另一侧穿过螺钉把天线固定在整体化骨架1上，调整好位置然后把单型辐射板7开口端用螺钉固定在复角角件5上，接着把赋形极化板8一起用螺栓固定安装在螺母支架12上，骨架这一侧安装完毕，天线骨架另一侧在翼形裂缝波导6一端安装传输波导10和软波导，软波导从骨架底部开口输出，翼形裂缝波导6另一端安装独立负载，最后把天线罩2安装在喇叭口端和防护罩3安装好，整个天线组装完成，该整体化骨架1结构发明突破了国内外常规采用拼接式内骨架结构模式，充分考虑到可制造性要求，优先考虑装配的便捷性和效率，同时整体化骨架1使整个天线的结构得到简化，零件数量大幅减少，装配性更好，生产效率更高，尺寸精度也更容易得到保证，雷达天线的性能更佳。

优选地，参阅图7，整体化骨架1结构外形呈框架箱体结构，纵切面呈倾倒U型的结构形式，整体化骨架1两端封闭，因此纵向方向刚度得到改善获得较高的强度，整体化骨架1内部也有宽裕的空间而质量较轻，方便设备的安装，整体化骨架1结构密封吊装安装也容易实现，且整体化骨架1材料选用玻璃钢结合蜂窝夹层加碳纤维复合结构，这样整体化骨架1的结构质轻刚强度高，在整体化骨架1内部还设计有加强筋提升结构刚强度。

优选的，参阅图1，所述复角角件5的斜边与楔形安装架4的斜边角度一致，并紧贴在单型辐射板7上，通过雷达电磁信号波形仿真，电磁信号通过张开一定角度的喇叭口辐射出去，喇叭口张角的尺寸精度和尺寸稳定是确保天线性能指标的因素之一，因此复角角件5安装在整体化骨架1顶端与楔形安装架4共同组成一个安装面安装固定单型辐射板7，通过楔形安装架4和复角角件5一起配合来保证喇叭口单型辐射板7的安装和尺寸精度要求，从而确保喇叭张角的尺寸精度和尺寸稳定。

优选的，参阅图4，翼形裂缝波导6改善了普通裂缝波导的电性能和结构安装便利，该翼形结构一方面可以强化大尺寸长度波导的结构稳定性，又能增加裂缝波导结构安装的便捷性，经过优化设计尺寸从而达到最优状态。

优选的，参阅图1-图2，所述整体化骨架1与天线罩2和防护罩3连接的两端边缘面上开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条，保证整体化骨架1与天线罩2和防护罩3的连接密封性。

优选的，参阅图2，所述整体化骨架1的顶部两端安装有吊装螺钉，所述整体化骨架1的底部设有预埋钢件和螺栓，使该雷达天线的吊装采用顶部安装吊装螺钉吊装，整体化骨架1下部预埋螺栓的好处是高空安装安全性更高，螺栓插入安装孔可以有效防止雷达天线安装过程的脱落事故，适合用于多个领域场合监视雷达类天线使用。

优选的，参阅图2，所述天线罩2与防护罩3的外形结构一致，保持外形的完美统一协调。

优选的，参阅图1-图2，所述赋形极化板8是由印制板与泡沫夹层板复合而成，所述赋形极化板8的赋形层对电磁波赋形，所述赋形极化板8的极化层对电磁波进行极化处理。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，包括整体化骨架(1)，在整体化骨架(1)的两侧分别耦合有天线罩(2)和防护罩(3)，所述整体化骨架(1)的内部设置有天线组件；

所述天线组件包括楔形安装架(4)、翼形裂缝波导(6)、单型辐射板(7)和极化格栅板(13)，所述翼形裂缝波导(6)的两侧设置楔形安装架(4)，且在两侧的楔形安装架(4)之间设置单型辐射板(7)，所述翼形裂缝波导(6)裂缝侧设置有极化格栅板(13)；

所述翼形裂缝波导(6)的一端安装有传输波导(10)，所述软波导从骨架底部开口输出，所述翼形裂缝波导(6)的另一端安装有独立负载。

2.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述整体化骨架(1)上端法兰的两侧对称安装有复角角件(5)，所述复角角件(5)上安装有螺母支架(12)，所述螺母支架(12)的顶端与复角角件(5)顶端在同一水平面上，所述单型辐射板(7)开口端通过螺钉固定设在复角角件(5)上，所述螺母支架(12)上通过螺栓设置有赋形极化板(8)。

3.根据权利要求2所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述天线部件的翼形裂缝波导(6)两侧开设有若干个螺纹孔，所述翼形裂缝波导(6)经两侧的螺纹孔通过螺钉固定在整体化骨架(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述整体化骨架(1)与天线罩(2)和防护罩(3)连接的两端边缘面上开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条。

5.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述整体化骨架(1)的截面结构呈倾倒设置的U型蜂窝夹层结构。

6.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述整体化骨架(1)的顶部两端安装有吊装螺钉，所述整体化骨架(1)的底部设有预埋钢件和螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述天线罩(2)与防护罩(3)的外形结构一致。

8.根据权利要求1所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述楔形安装架(4)的截面呈楔形结构，所述楔形安装架(4)的截面斜度与单型辐射板(7)的斜度一致。

9.根据权利要求2所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述复角角件(5)的斜边与楔形安装架(4)的斜边角度一致，并紧贴在单型辐射板(7)上。

10.根据权利要求2所述的一种整体化骨架监视雷达天线，其特征在于，所述赋形极化板(8)是由印制板与泡沫夹层板复合而成，所述赋形极化板(8)的赋形层对电磁波赋形，所述赋形极化板(8)的极化层对电磁波进行极化处理。

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