CN205376768U - 具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其包括方位传动底座、俯仰传动箱体、桥型架及天线反射体，在所述天线反射体中心区的上方设有馈源；在所述桥型架内设置用于支撑接收机以及发射机的托盘，所述接收机、发射机均通过收发馈线与馈源匹配连接，托盘上还设有用于测量馈线角度的馈线角度测量装置；所述托盘与桥型架、天线反射体呈同轴分布，在所述桥型架内还设置用于连接托盘并驱动托盘在桥型架内转动的转动驱动机构。本实用新型有效缩短收发馈线的传输距离，有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能，提高了雷达的性价比，降低使用成本，适应范围广。

Description

具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统

技术领域

本实用新型涉及一种天线馈线系统，尤其是一种具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，属于微波天线的技术领域。

背景技术

目前，常规的昆虫雷达，若按扫描方式来分，一般分为：旋转极化的垂直昆虫雷达和扫描昆虫雷达。

旋转极化的垂直昆虫雷达（IMR）是通过发射一个环形对称垂直向上看的波束，并利用机械转动波导馈电使波束内的线性极化平面旋转，所述馈电与垂直方向有一个非常小的偏角，这使得波束产生轻微的摆动。于是，整个雷达波束就像陀螺旋转变慢时一样产生旋转的锥形扫描。由于馈电的垂直偏角非常小、目前能以300转/分钟以上的转速转动，因此当昆虫穿越垂直的雷达波束时可以完成几个完整的旋转扫描。

由于波束的位置和极化在任何时候都是已知的，接收到的回波信号包含了目标的轨迹（相对于垂直方向的位置）和由极化平面旋转带来的背向散射截面的变化两方面的信息，因此这种扫描的效果相当于一个目标飞过头顶时以不同角度去反复“切割”它，从而得到昆虫的飞行高度、速度、方向、体形、振翅频率等有用信息。

旋转极化的垂直昆虫雷达虽然在目标鉴定上有着无可比拟的优势，但它的取样空间小。而传统的“扫描昆虫雷达”由于通过雷达天线在方位上做360°高速旋转、对俯仰角进行0~90°运转控制，其取样空间大，因此，可以很方便地探测昆虫的分布及迁飞情况。显然，“扫描昆虫雷达”无法得到“旋转极化的垂直昆虫雷达”所能探测到的信息，反之亦然！

由于上述两种扫描体制的雷达，其旋转轴均离不开一个关键的微波器件：旋转关节。旋转关节就是完成微波信号传输通道需要旋转时顺利完成微波传输任务的关键微波器件。旋转极化的垂直昆虫雷达一般需要一路旋转关节，扫描昆虫雷达一般需要方位和俯仰两个旋转关节。

但旋转关节的使用对于昆虫雷达却有两个致命的缺陷：

1）、在旋转过程中，其电性能总会产生起伏，特别是非单路通道的旋转关节，其不同通道的一致性以及通道间的隔离度均无法做到理想状态。昆虫雷达往往还需要做高速旋转扫描运动，旋转关节的性能（包括使用寿命和可靠性）就更难满足整机的性能要求。

2）、旋转关节在完成微波信号传输过程中，不可避免地存在一定的损耗，对于收发均通过旋转关节的常规技术方案，其损耗就是双程的。

由于昆虫雷达需要极窄的发射脉冲来满足测距精度的要求，因此发射机的功率无法做得很大，若将两种扫描体制的雷达简单地合成，往往需要使用三个旋转关节，其综合性能就无法保证。

目前，由于受上述常规雷达技术的限制，还无法对其突破，两种扫描体制的雷达还无法很好兼容。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其结构紧凑，有效缩短收发馈线的传输距离，有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能，提高了雷达的性价比，降低使用成本，适应范围广，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，包括方位传动底座，在所述方位传动底座上设有能转动的俯仰传动箱体，在所述俯仰传动箱体上设置能摆动的桥型架，在所述桥型架上设置固定连接的天线反射体，在所述天线反射体中心区的上方设有馈源；在所述桥型架内设置用于支撑接收机以及发射机的托盘，所述接收机、发射机均通过收发馈线与馈源匹配连接，托盘上还设有用于测量馈线角度的馈线角度测量装置；所述托盘与桥型架、天线反射体呈同轴分布，在所述桥型架内还设置用于连接托盘并驱动托盘在桥型架内转动的转动驱动机构。

所述托盘上的中心区设置竖直分布的旋转轴，旋转轴与托盘同轴分布，所述旋转轴的下端与托盘固定连接，旋转轴的上端穿入天线反射体内，收发馈线穿过旋转轴后分别与接收机、发射机匹配连接；所述转动驱动机构与旋转轴匹配连接。

在所述桥型架内设有固定连接的密封箱，密封箱内具有容纳托盘、接收机、发射机、馈线角度测量装置以及转动驱动机构的密封腔体，在所述密封腔体内还设有馈线汇流环。

在所述方位传动底座与俯仰传动箱体的结合部设有用于驱动俯仰传动箱体转动的方位传动机构，所述方位传动机构位于方位传动底座内，方位传动机构包括用于与俯仰传动箱体连接的方位传动齿轮组以及用于驱动所述方位传动齿轮组的方位齿轮组驱动机，所述方位齿轮组驱动机与方位传动齿轮组匹配连接，在方位传动底座内还设置与方位传动齿轮组匹配连接的方位角度测量装置。

在所述俯仰传动箱体上通过俯仰旋转轴安装有俯仰支架，在所述俯仰传动箱体内设置用于驱动俯仰旋转轴转动的俯仰传动机构；桥型架固定于俯仰支架的上端，俯仰支架的下端设置配重。

所述俯仰传动机构包括俯仰传动齿轮组以及用于驱动所述俯仰传动齿轮组的俯仰齿轮组驱动机，在俯仰传动箱体内还设有与俯仰传动齿轮组匹配连接的俯仰角度测量装置。

所述天线反射体内还设有若干用于支撑馈源的天线馈源撑杆。

本实用新型的优点：接收机、发射机通过托盘安装于桥型架内，接收机、发射机通过收发馈线与馈源连接，转动驱动机构能驱动托盘转动，并使得接收机、发射机、收发馈线以及馈源同步转动，有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能，结构紧凑，有效缩短收发馈线的传输距离，提高了雷达的性价比，降低使用成本，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：1-方位传动底座、2-方位齿轮组驱动机、3-方位传动齿轮组、4-方位角度测量装置、5-方位底座汇流环、6-方位旋转中心、7-俯仰传动箱体、8-俯仰齿轮组驱动机、9-俯仰角度测量装置、10-俯仰传动齿轮组、11-俯仰支架、12-配重、13-俯仰旋转轴、14-桥型架、15-天线反射体、16-天线馈源撑杆、17-馈源、18-密封箱、19-托盘、20-馈线旋转轴、21-转动驱动机构、22-旋转轴、23-接收机、24-发射机、25-馈线汇流环、26-馈线角度测量装置以及27-收发馈线。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：为了能有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能，本实用新型包括方位传动底座1，在所述方位传动底座1上设有能转动的俯仰传动箱体7，在所述俯仰传动箱体7上设置能摆动的桥型架14，在所述桥型架14上设置固定连接的天线反射体15，在所述天线反射体15中心区的上方设有馈源17；在所述桥型架14内设置用于支撑接收机23以及发射机24的托盘19，所述接收机23、发射机24均通过收发馈线27与馈源17匹配连接，托盘19上还设有用于测量馈线角度的馈线角度测量装置26；所述托盘19与桥型架14、天线反射体15呈同轴分布，在所述桥型架14内还设置用于连接托盘19并驱动托盘19在桥型架14内转动的转动驱动机构21。

具体地，所述天线反射体15内还设有若干用于支撑馈源17的天线馈源撑杆16，馈源17与天线馈源撑杆16的结合部设有馈源轴承，馈源17通过馈源轴承能相对天线馈源撑杆16转动。馈源17的轴线过天线反射体15的轴线。托盘19位于桥型架14内，托盘19通过转动驱动机构21安装于桥型架14内，且托盘19通过与转动驱动机构21配合后能在桥型架14内转动。当托盘19在桥型架14内转动后，托盘19上的接收机23、发射机24以及馈线角度测量装置26均能跟随托盘19同步转动。收发馈线27的上端与馈源17固定连接，收发馈线27的下端穿过天线反射体15以及桥型架14后与接收机23、发射机24匹配连接。当托盘19在桥型架14内转动时，托盘19能使得收发馈线27同步转动，进而通过收发馈线27带动馈源17相对天线馈源撑杆16转动，从而，使得收发馈线27、接收机23以及发射机24不通过旋转关节处于固定状态，接收机23、发射机24、收发馈线27以及馈源17的同步转动，能完成波束的极化高速旋转、波束的指向做圆锥扫描，有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能。

进一步地，所述托盘19上的中心区设置竖直分布的旋转轴22，旋转轴22与托盘19同轴分布，所述旋转轴22的下端与托盘19固定连接，旋转轴22的上端穿入天线反射体15内，收发馈线27穿过旋转轴22后分别与接收机23、发射机24匹配连接，馈线角度测量装置26上设置馈线汇流环25，所述转动驱动机构21与旋转轴22匹配连接。

在所述桥型架14内设有固定连接的密封箱18，密封箱18内具有容纳托盘19、接收机23、发射机24、馈线角度测量装置26以及转动驱动机构21的密封腔体。

本实用新型实施例中，密封箱18位于桥型架14内，且密封箱18的上端与桥型架14内的顶端固定连接，通过密封箱18能提高防水密闭的性能，具体结构形式，可以根据需要选择，为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。在所述密封腔体内还设有馈线汇流环25。旋转轴22与托盘19相垂直，收发馈线27与旋转轴22的两端均固定连接，从而能使得收发馈线27与旋转轴22以及托盘19的同步转动能力。旋转轴22的轴线形成馈线旋转轴20，转动驱动机构21可以采用驱动电机等形式，转动驱动机构21与桥型架14内固定连接，在与旋转轴22匹配连接后，达到将旋转轴22以及托盘19安装在桥型架14内的目的。转动驱动机构21对旋转轴22或托盘19的具体驱动配合形式，可以根据需要选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。馈线角度测量装置26可以采用现有常用的形式来实现对馈线角度测量，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

在所述方位传动底座1与俯仰传动箱体7的结合部设有用于驱动俯仰传动箱体7转动的方位传动机构，所述方位传动机构位于方位传动底座1内，方位传动机构包括用于与俯仰传动箱体7连接的方位传动齿轮组3以及用于驱动所述方位传动齿轮组3的方位齿轮组驱动机2，所述方位齿轮组驱动机2与方位传动齿轮组3匹配连接，在方位传动底座1内还设置与方位传动齿轮组3匹配连接的方位角度测量装置4。

本实用新型实施例中，方位传动机构位于方位传动底座1内，通过方位传动机构能实现俯仰传动箱体7在方位传动底座1上的圆周运动。方位齿轮组驱动机2可以包括驱动电机以及与所述驱动电机匹配的减速机，方位齿轮组驱动机2与方位传动齿轮组3、俯仰传动箱体7与方位传动齿轮组3间的连接配合形式均为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。方位角度测量装置4可以通过方位传动齿轮组3的转动实现范围角度测量，具体方位角度测量过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。此外，在方位传动底座1内还设有方位底座汇流环5。方位传动底座1的轴线形成方位旋转中心6，所述方位旋转中心6与俯仰传动箱体7的轴线位于同一直线上。

在所述俯仰传动箱体7上通过俯仰旋转轴13安装有俯仰支架11，在所述俯仰传动箱体7内设置用于驱动俯仰旋转轴13转动的俯仰传动机构；桥型架14固定于俯仰支架11的上端，桥型架14内固定有密封箱18，俯仰支架11的下端设置配重12。

此外，作为另外一种结构方式，也可以将俯仰传动箱体7中部内凹或将内部的部件配置在外侧，让密封箱18向下延伸，其下沿低于俯仰旋转轴13，密封箱18的下部也起到配重的作用，密封箱18具有配重作用时与俯仰传动箱体7以及桥型架14的具体配合形式均为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

具体地，在所述俯仰传动箱体7的外侧设置对称分布的俯仰支架11，所述俯仰支架11通过俯仰旋转轴13安装于俯仰传动箱体7的外侧，在所述俯仰传动箱体7内设置用于驱动俯仰旋转轴13转动的俯仰传动机构；桥型架14固定于俯仰支架11的上端，俯仰支架11的下端设置配重12。

所述俯仰传动机构包括俯仰传动齿轮组10以及用于驱动所述俯仰传动齿轮组10的俯仰齿轮组驱动机8，在俯仰传动箱体7内还设有与俯仰传动齿轮组10匹配连接的俯仰角度测量装置9。

本实用新型实施例中，桥型架14位于俯仰传动箱体7上方，俯仰传动齿轮组10、俯仰齿轮组驱动机8以及俯仰角度测量装置9均位于俯仰传动箱体7内。俯仰齿轮组驱动机8具体可以采用驱动电机以及与所述驱动电机匹配的减速机，俯仰齿轮组驱动机8能够驱动俯仰传动齿轮组10转动，俯仰支架11与俯仰旋转轴13固定连接，当俯仰齿轮组驱动机8驱动俯仰传动齿轮组10转动时，能通过俯仰旋转轴13驱动俯仰支架11的转动，俯仰支架11转动时，能够实现桥型架14相对俯仰传动箱体7的摆动状态。俯仰传动齿轮组10、俯仰齿轮组驱动机8以及配重12的设置方式均可以采用与本技术领域常用的结构形式，具体可以由本技术领域人员根据需要进行选择确定，此处不再赘述。俯仰角度测量装置9可以通过俯仰传动齿轮组10的转动来测量得到俯仰角度，具体俯仰角度测量过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

具体工作时：当雷达需要完成旋转极化的垂直雷达探测需要时，首先通过方位传动机构使得俯仰传动箱体7对准所需固定角度，桥型架14与俯仰传动箱体7保持同轴分布，即俯仰定位于90°，这样可以测量出天线法线方向指向的方位和俯仰角。通过转动驱动机构21使得收发馈线27高速旋转，通过馈线角度测量装置26输出的馈线角度，并结合方位角度测量装置4测量的方位角度和俯仰角度测量装置9输出的俯仰角度，就可以准确地测量出波束的极化方向以及波束所指向的方位角与俯仰角，从而完成旋转极化的垂直雷达的探测任务。

当雷达需要完成扫描雷达探测需要时，首先控制收发馈线27做位置的定点操作，使波束的指向、极化的方向满足探测要求；其次分别控制俯仰传动箱体7、桥型架14按要求做方位、俯仰扫描。通过测量方位角度测量装置4得到方位角度、俯仰角度测量装置9得到俯仰角度，即可以测量出雷达天线法线方向的方位和俯仰角；通过馈线角度测量装置26输出的馈线角度，就可以准确测量出波束的方位、俯仰的指向角度以及波束极化的方向，从而完成扫描雷达探测的所有功能。

本实用新型接收机23、发射机24通过托盘19安装于桥型架14内，接收机23、发射机24通过收发馈线27与馈源17连接，转动驱动机构21能驱动托盘19转动，并使得接收机23、发射机24、收发馈线27以及馈源17同步转动，有效实现旋转极化垂直昆虫雷达以及扫描昆虫雷达的能力，确保了雷达的综合探测性能，结构紧凑，有效缩短收发馈线的传输距离，提高了雷达的性价比，降低使用成本，适应范围广，安全可靠。

Claims (7)

1.一种具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，包括方位传动底座（1），在所述方位传动底座（1）上设有能转动的俯仰传动箱体（7），在所述俯仰传动箱体（7）上设置能摆动的桥型架（14），在所述桥型架（14）上设置固定连接的天线反射体（15），在所述天线反射体（15）中心区的上方设有馈源（17）；其特征是：在所述桥型架（14）内设置用于支撑接收机（23）以及发射机（24）的托盘（19），所述接收机（23）、发射机（24）均通过收发馈线（27）与馈源（17）匹配连接，托盘（19）上还设有用于测量馈线角度的馈线角度测量装置（26）；所述托盘（19）与桥型架（14）、天线反射体（15）呈同轴分布，在所述桥型架（14）内还设置用于连接托盘（19）并驱动托盘（19）在桥型架（14）内转动的转动驱动机构（21）。

2.根据权利要求1所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：所述托盘（19）上的中心区设置竖直分布的旋转轴（22），旋转轴（22）与托盘（19）同轴分布，所述旋转轴（22）的下端与托盘（19）固定连接，旋转轴（22）的上端穿入天线反射体（15）内，收发馈线（27）穿过旋转轴（22）后分别与接收机（23）、发射机（24）匹配连接；所述转动驱动机构（21）与旋转轴（22）匹配连接。

3.根据权利要求1所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：在所述桥型架（14）内设有固定连接的密封箱（18），密封箱（18）内具有容纳托盘（19）、接收机（23）、发射机（24）、馈线角度测量装置（26）以及转动驱动机构（21）的密封腔体，在所述密封腔体内还设有馈线汇流环（25）。

4.根据权利要求1所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：在所述方位传动底座（1）与俯仰传动箱体（7）的结合部设有用于驱动俯仰传动箱体（7）转动的方位传动机构，所述方位传动机构位于方位传动底座（1）内，方位传动机构包括用于与俯仰传动箱体（7）连接的方位传动齿轮组（3）以及用于驱动所述方位传动齿轮组（3）的方位齿轮组驱动机（2），所述方位齿轮组驱动机（2）与方位传动齿轮组（3）匹配连接，在方位传动底座（1）内还设置与方位传动齿轮组（3）匹配连接的方位角度测量装置（4）。

5.根据权利要求1所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：在所述俯仰传动箱体（7）上通过俯仰旋转轴（13）安装有俯仰支架（11），在所述俯仰传动箱体（7）内设置用于驱动俯仰旋转轴（13）转动的俯仰传动机构；桥型架（14）固定于俯仰支架（11）的上端，俯仰支架（11）的下端设置配重（12）。

6.根据权利要求5所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：所述俯仰传动机构包括俯仰传动齿轮组（10）以及用于驱动所述俯仰传动齿轮组（10）的俯仰齿轮组驱动机（8），在俯仰传动箱体（7）内还设有与俯仰传动齿轮组（10）匹配连接的俯仰角度测量装置（9）。

7.根据权利要求1所述的具有综合探测性能的昆虫探测雷达天线馈线系统，其特征是：所述天线反射体（15）内还设有若干用于支撑馈源（17）的天线馈源撑杆（16）。