CN214097764U - 一种多模式机载sar平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多模式机载SAR平台，包括刚性基线结构，刚性基线结构与机腹天线罩相连接；刚性基线结构的底部设有用于布置接收天线的罩体，接收天线包括多个，多个接收天线并排设置在罩体内，接收天线的外部设有阵列天线罩；刚性基线结构的底部两端均设有收发天线，收发天线位于罩体外部；收发天线外部设有收发天线罩，收发天线罩的头尾两侧均设有整流罩；收发天线和接收天线均通过天线安装支架固定在刚性基线结构上；刚性基线结构上设有第一IMU设备、第二IMU设备、第三IMU设备和第四IMU设备，第二IMU设备、第三IMU设备的上方设有吊柱。本实用新型的多模式机载SAR平台，能够在机载平台下进行多种模式的SAR的数据采集，以获得高质量图像。

Description

一种多模式机载SAR平台

技术领域

本实用新型属于航天航空飞机机载SAR平台技术领域，涉及一种多模式机载SAR平台。

背景技术

SAR是一种能够全天候、全天时工作的微波成像系统，可提供目标观测区域大范围高分辨率的雷达图像。SAR广泛应用于国土资源调查、农作物监视、洪水、地震等灾害监测，以及国防等诸多领域。

由于大气的扰动，机载SAR平台的实际飞行相对于理想航线存在一定偏差，从而造成成像处理的图像散焦，机运动误差是回波数据相位差的主要来源，因此，如何快速准确地获得高质量的图像是目前机载SAR平台的亟待要解决的问题。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种多模式机载SAR平台，能够在机载平台下进行多种模式的SAR的数据采集，以获得高质量图像。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种多模式机载SAR平台，包括设置在飞机机腹区域的刚性基线结构，刚性基线结构通过过渡整流罩与机腹天线罩相连接；

所述的刚性基线结构的底部设有用于布置接收天线的罩体，接收天线包括多个，多个接收天线并排设置在罩体内，接收天线的外部设有阵列天线罩；刚性基线结构的底部两端均设有收发天线，收发天线位于罩体外部；收发天线外部设有收发天线罩，收发天线罩的头尾两侧均设有整流罩；收发天线和接收天线均通过天线安装支架固定在刚性基线结构上；

所述的刚性基线结构上设有第一IMU设备、第二IMU设备、第三IMU设备和第四IMU设备；第一IMU设备和第四IMU设备分别设置在刚性基线结构内部的两端；第二IMU设备、第三IMU设备位于刚性基线结构内部中央位置，第二IMU设备、第三IMU设备的上方设有吊柱，吊柱的底部与刚性基线结构相连接；

所述的接收天线包括四个，收发天线包括两个，刚性基线结构和设置在其下方的四个接收天线、两个收发天线构成阵列基线模式；刚性基线结构和设置在其下方的两个收发天线构成刚性基线构型-干涉模式；当收发天线为C波段天线时，刚性基线结构和设置在其下方的两个C波段天线构成C波段干涉基线模式；机腹天线罩和与其相连接的刚性基线结构构成机腹天线罩模式。

进一步，所述的机腹天线罩与过渡整流罩之间还设有原机机腹罩。

进一步，所述的机腹天线罩与原机机腹罩可拆卸连接。

进一步，所述的收发天线之间的间距为2米。

进一步，相邻的接收天线之间的间距为0.4米。

进一步，所述的刚性基线结构下表面固定有吸波膜。

进一步，所述的吊柱为矩形吊柱。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种多模式机载SAR平台，通过SAR平台的优化结构设计，能够构建四种模式天线的布局，包括阵列基线模式、刚性基线构型-干涉模式、C波段干涉基线模式和机腹天线罩模式，使得能够在机载平台下进行多种模式的SAR数据采集，以获得高质量图像。阵列基线模式是在刚性基线结构下方安装六个右下视天线(刚性基线结构下方两端安装收发天线，中间安装接收天线)，刚性基线构型-干涉模式是在刚性基线结构下方的两端挂装两个收发天线，C波段干涉基线模式是在刚性基线结构下方两端挂装两个C波段天线，机腹天线罩和与其相连接的刚性基线结构构成机腹天线罩模式。本实用新型通过设计一种多模式机载SAR平台，可实现在载机平台下进行多种模式的SAR的数据采集，以获得高质量图像。

附图说明

图1是本实用新型的一种多模式机载SAR平台机腹区域结构示意图；

图2是本实用新型的阵列基线结构设备安装布置图；

图3是本实用新型的阵列雷达天线安装结构图(隐藏天线罩)；

图4是本实用新型的刚性基线干涉模式天线安装结构图(隐藏天线罩)；

图5是本实用新型的C波段干涉模式基线结构示意图；

其中，1、刚性基线结构；2、过渡整流罩；3、机腹天线罩；4、原机机腹罩；5、吊柱；7、收发天线罩；9、天线安装支架；10、收发天线；11、接收天线；12、阵列天线罩；13、整流罩；14、第一IMU设备；15、第二IMU设备；16、第三IMU设备；17、第四IMU设备；19、C波段天线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1、图2和图3，一种多模式机载SAR平台，包括设置在飞机机腹区域的刚性基线结构1，刚性基线结构1通过过渡整流罩2与机腹天线罩3相连接；

所述的刚性基线结构1的底部设有用于布置接收天线11的罩体，接收天线11包括多个，多个接收天线11并排设置在罩体内，接收天线11的外部设有阵列天线罩12；刚性基线结构1的底部两端均设有收发天线10，收发天线10位于罩体外部；收发天线10外部设有收发天线罩7，收发天线罩7的头尾两侧均设有整流罩13；收发天线10和接收天线11均通过天线安装支架9固定在刚性基线结构1上；

所述的刚性基线结构1上设有第一IMU设备14、第二IMU设备15、第三IMU设备16和第四IMU设备17；第一IMU设备14和第四IMU设备17分别设置在刚性基线结构1内部的两端；第二IMU设备15、第三IMU设备16位于刚性基线结构1内部中央位置，第二IMU设备15、第三IMU设备16的上方设有吊柱5，吊柱5的底部与刚性基线结构1相连接；

所述的接收天线11包括四个，收发天线10包括两个，刚性基线结构1和设置在其下方的四个接收天线11、两个收发天线10构成阵列基线模式；刚性基线结构1和设置在其下方的两个收发天线10构成刚性基线构型-干涉模式；当收发天线10为C波段天线19时，刚性基线结构1和设置在其下方的两个C波段天线19构成C波段干涉基线模式；机腹天线罩3和与其相连接的刚性基线结构1构成机腹天线罩模式。

本实用新型通过SAR平台的优化结构设计，能够构建四种模式天线的布局，包括阵列基线模式、刚性基线构型-干涉模式、C波段干涉基线模式和机腹天线罩模式。阵列基线模式是在刚性基线结构1下方安装六个右下视天线(刚性基线结构1的底部两端安装收发天线10，刚性基线结构1的底部中间安装接收天线11)，刚性基线构型-干涉模式是在刚性基线结构1下方的两端挂装两个收发天线10，C波段干涉基线模式是在刚性基线结构1下方两端挂装两个C波段天线19，机腹天线罩模式是机腹天线罩3与刚性基线结构1相连接构成机腹天线罩模式。

具体的，如图3所示，阵列基线模式是在刚性基线结构1的下方安装六个右下视天线(刚性基线结构1的两端分别安装收发天线10，中间安装接收天线11)。收发天线10和接收天线11通过天线安装支架9安装在刚性基线结构1的挂装接口上，使用单个阵列天线罩12将单个接收天线11罩住以进行整流，天线安装支架9的背面设计有维护口，用于操作和检查电缆和管路连接，后期可通过更换专用支架调节角度。

如图2所示，分布式POS为在刚性基线结构1内部安装四个IMU设备(刚性基线结构1中央安装1个主节点IMU和1个IMU610，刚性基线结构1的两侧各安装1个次节点IMU)，其中，第一IMU设备14和第四IMU设备17为次节点IMU设备，第二IMU设备15为主节点IMU，第三IMU设备16为IMU610；分布式POS的IMU主、次节点应尽量与各天线近距离安装，保证测量精度。

进一步，所述的机腹天线罩3与过渡整流罩2之间还设有原机机腹罩4。

进一步，所述的机腹天线罩3与原机机腹罩4可拆卸连接。

进一步，所述的收发天线10之间的间距为2米。

进一步，相邻的接收天线11之间的间距为0.4米。

如图4所示，刚性基线构型-干涉模式是在刚性基线结构1两端挂装两个收发天线10，收发天线10的下视角50°，收发天线10之间的间距为2米；安装分布式POS系统(同阵列三维模式的分布式POS系统)。

进一步，所述的刚性基线结构1下表面固定有吸波膜。具体的，要求飞机在正常飞行无突风情况下，刚性基线结构1的最外端相对变形不大于0.1mm。吸波膜采用吸波材料制成，在刚性基线结构1下表面粘贴吸波膜，设计与各天线外形适配的的天线罩，起到整流作用。

进一步，所述的吊柱5为矩形吊柱。

如图3、图4所示，收发天线10安装为下视角34°，收发天线10方位向电扫描范围：±45°；收发天线10距离向电扫描范围：20°～40°，确定下视角的收发天线10波束角宽度：距离向波束角26°，方位向波束角3.5°。

如图5所示，C波段干涉基线模式是在刚性基线结构1下方两端挂装两个C波段天线19，C波段天线19外部设计专用天线罩，有效段长度不小于700mm，在刚性基线结构1下表面贴附吸波材料制成的吸波膜；要求专用天线罩的X频段透波率不小于85％，刚性基线结构下表面贴附吸波材料。C波段天线19的下视角45度，两个C波段天线19之间的中心间距为2米；安装分布式POS系统(同阵列三维模式的分布式POS系统)。

如图5所示，飞机的主起落架前原有行李舱段，对其气动外形进行适当修形设计制造一个宽频透波的天线罩，机腹宽频透波的天线罩的工作区平直段长度不小于1500mm，宽度不小于900mm，高度不小于450mm；在该区域机腹下进行结构加强，设置天线负载挂点，天线挂点承重能力不小于100kg；留有机腹的宽频透波的天线罩穿舱接口，供电缆、波导和液冷管等线路穿舱口。通过采用上述技术方案，要求机腹宽频透波的天线罩内能够单独安装P、L、C、S、X频段五部载荷，在P、L、C、S、X频段透波率不小于85％。

作为本实用新型的一种技术优化方案，如图2所示，刚性基线结构1由中间盒形梁结构、天线安装底板、前缘整流罩和后缘整流罩组成。中间盒形梁为前梁、后梁、纵肋、上蒙皮组铆框架结构，组铆框架下底部镶嵌厚40mm阵列天线安装底板，天线安装底板上数控预制天线安装支架安装定位基准孔和IMU安装定位基准孔，保证阵列天线的布局位置及主、次IMU设备安装精度。

所述的刚性基线结构1的前缘整流罩和后缘整流罩均为铝合金蒙皮，四角过渡半球件为玻璃钢复材结构，其中前缘整流罩与原机机腹部整流罩中段后尾平滑对接，后向延伸自然与基线结构前缘平滑过渡；后缘整流罩平顺基线结构尾部流场，上顶与机身腹部贴合。

同样，若收发天线10为X波段天线时，X波段天线也是在刚性基线结构1的下底面安装。以刚性基线结构1下底板为基准，刚性基线结构1的下底板的厚度为40mm，在底板上预制雷达天线支座安装孔。雷达天线支座上预制天线体安装孔，铝合金数控机加精度达六级，通过预制机加工艺保证阵列雷达天线的安装精度和相互位置精度(两个X波段天线之间间距2米，相邻的接收天线11间距0.4米，下视角34°)。同样，安装四个IMU设备(中央1个主节点IMU和1个IMU610，两侧各1个次节点IMU)也采用在基线结构底板上预制安装孔的方法保证IMU的准确定位。

具体的，刚性基线结构1的承载重量为75kg，基线天线罩透波性能在X频段：9.0～10.2GHz大于等于85％，机腹天线罩尺寸不小于1500╳900╳450mm，机腹天线承载结构承载重量≥100kg，机腹天线罩透波性能在X频段大于等于85％。需要说明的是，平稳飞行条件下，阵列基线矢量形变≤0.1mm。阵列基线模型和干涉基线模式共同使用阵列基线结构，要求设计不小于2.0m的阵列基线结构，阵列基线结构在飞机平稳飞行中受到自身重力和负载重力、发动机振动、固定值的飞行气动阻力共同作用下，阵列面上设备安装点相互之间最大刚性变形不大于0.1mm。

作为本实用新型的一种技术优化方案，如图4所示，刚性基线干涉模式的两个收发天线10一样在机腹下基线结构下底面安装。两个收发天线10之间的间距2米，右下视50°。通过带角度专门转接角盒在基线结构底板上固定天线，同样采用在基线底板、角盒零件上预制定位孔的方法保证天线的安装精度。

作为本实用新型的一种技术优化方案，如图5所示，C波段干涉模式的两个C波段天线19也在机腹下刚性基线结构1下底面安装。两个C波段天线19之间的间距2米，右下视45°。通过带角度专门转接角盒在基线结构底板上固定天线，同样采用在基线底板、角盒零件上预制定位孔的方法保证天线的安装精度。

由以上技术方案，本实用新型提供了一种多模式机载SAR平台，通过SAR平台的优化结构设计，能够构建四种模式天线的布局，包括阵列基线模式、刚性基线构型-干涉模式、C波段干涉基线模式和机腹天线罩模式，使得能够在机载平台下进行多种模式的SAR数据采集，以获得高质量图像。阵列基线模式是在刚性基线结构下方安装六个右下视天线(刚性基线结构下方两端安装收发天线，中间安装接收天线)，刚性基线构型-干涉模式是在刚性基线结构下方的两端挂装两个收发天线，C波段干涉基线模式是在刚性基线结构下方两端挂装两个C波段天线，机腹天线罩和与其相连接的刚性基线结构构成机腹天线罩模式。本实用新型通过设计一种多模式机载SAR平台，可实现在载机平台下进行多种模式的SAR的数据采集，以获得高质量图像。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多模式机载SAR平台，其特征在于，包括设置在飞机机腹区域的刚性基线结构(1)，刚性基线结构(1)通过过渡整流罩(2)与机腹天线罩(3)相连接；

所述的刚性基线结构(1)的底部设有用于布置接收天线(11)的罩体，接收天线(11)包括多个，多个接收天线(11)并排设置在罩体内，接收天线(11)的外部设有阵列天线罩(12)；刚性基线结构(1)的底部两端均设有收发天线(10)，收发天线(10)位于罩体外部；收发天线(10)外部设有收发天线罩(7)，收发天线罩(7)的头尾两侧均设有整流罩(13)；收发天线(10)和接收天线(11)均通过天线安装支架(9)固定在刚性基线结构(1)上；

所述的刚性基线结构(1)上设有第一IMU设备(14)、第二IMU设备(15)、第三IMU设备(16)和第四IMU设备(17)；第一IMU设备(14)和第四IMU设备(17)分别设置在刚性基线结构(1)内部的两端；第二IMU设备(15)、第三IMU设备(16)位于刚性基线结构(1)内部中央位置，第二IMU设备(15)、第三IMU设备(16)的上方设有吊柱(5)，吊柱(5)的底部与刚性基线结构(1)相连接；

所述的接收天线(11)包括四个，收发天线(10)包括两个，刚性基线结构(1)和设置在其下方的四个接收天线(11)、两个收发天线(10)构成阵列基线模式；刚性基线结构(1)和设置在其下方的两个收发天线(10)构成刚性基线构型-干涉模式；当收发天线(10)为C波段天线(19)时，刚性基线结构(1)和设置在其下方的两个C波段天线(19)构成C波段干涉基线模式；机腹天线罩(3)和与其相连接的刚性基线结构(1)构成机腹天线罩模式。

2.根据权利要求1所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：所述的机腹天线罩(3)与过渡整流罩(2)之间还设有原机机腹罩(4)。

3.根据权利要求2所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：所述的机腹天线罩(3)与原机机腹罩(4)可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：所述的收发天线(10)之间的间距为2米。

5.根据权利要求1所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：相邻的接收天线(11)之间的间距为0.4米。

6.根据权利要求1所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：所述的刚性基线结构(1)下表面固定有吸波膜。

7.根据权利要求1所述的一种多模式机载SAR平台，其特征在于：所述的吊柱(5)为矩形吊柱。

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