DE2532543C3 - Mechanisch und elektrisch autonome, aus modularen Baugruppen aufgebaute Radar-Sender-Einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanisch und elektrisch autonome, aus modularen Baugruppen aufgebaute Radar-Sender-Einheit mit einer Senderöhre mit Abstimmmechanismus, mit einem gekühlten Modulator mit Steuerelektronik und mit einem Hochspannungsversorgungsgerät.

Der Aufbau von Radaranlagen erfordert im allgemeinen spezielle Maßnahmen zur Kühlung, Abschirmung und Überwachung des Senders. Bei stationären Anlagen sind die verschiedensten Senderaufbauten möglich und auch bekannt. Mobile Anlagen, insbesondere Hochleistungs-Radaranlagen für Impulsbetrieb, erfordern auf Grund der räumlichen Beschränkungen besondere Vorkehrungen, damit die thermische Belastung des Senders oder der weiteren, zum Betrieb der gesamten Anlage erforderlichen Geräte innerhalb der zulässigen

Grenzen bleibt

Die erwähnten Probleme treten in verstärktem Maße beim Einbau von Radaranlagen großer Leistung in gepanzerte Kettenfahrzeuge auf. Die vorgegebenen Raumverhältnisse, mit den durch im Fahrzeug vorhandenen Wärmequellen, wie beispielsweise Antriebsmotoren, Aggregate etc, sowie eine durch die Sonnenbestrahlung mögliche zusätzliche thermische Belastung des gesamten Fahrzeuges erfordern bei der Konstruktion eines entsprechenden Radarsenders neue Lösungswege. Wird ferner berücksichtigt, daß beim betriebsmäßigen bzw. gefechtsmäßigen Einsatz eines gepanzerten Kettenfahrzeuges schockartige Belastungen der Bauteile, hervorgerufen durch z. B. über den Kettenantrieb übertragene Schläge oder auch Schwingungsbelastungen, welche Schwingungsbelastungen beispielsweise durch das Antriebssystem entstehen können, auszuhalten sind, wird deutlich, daß erfinderische Maßnahmen zur Konstruktion eines betriebssicheren, den Erfordernissen des Einsatzes genügenden Radarsenders notwendig sind. Die beschränkten Raumverhältnisse eines Panzerfahrzeuges erfordern zudem eine wartungsfreundliche Anordnung der einzelnen Haupt- und Untergruppen des Senders, sowie auch geeignete Mittel zum einfachen Einbau des gesamten Senders im gepanzerten Fahrzeug. Besondere Beobachtung verdient hier, wiederum hauptsächlich aus Gründen des minimalen, verfügbarcnRaumes, der meist den Einsatz von Hebemitteln einschränkt oder verbietet, die Einhaltung eines möglichst geringen Gesamtgewichtes der Sendeanlage.

Die Erfindung hat die Aufgabe, das Problem des Aufbaues eines für den Einsatz unter den aufgezeigten Bedingungen funktionsfähigen Radarsenders zu lösen. Besondere Beachtung findet dabei der wartungsfreundliche Aufbau des Senders sowie die entsprechende Anordnung der einzelnen, den Sender bildenden Baugruppen.

Die erfindungsgemäße Radar-Sender-Einheit ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte mit Luftdurch'aßöffnungen als Basis für eine Modulatorbaugruppe dient, in der der mit Kühlrippen versehene Modulalor von einem zylinderartigen Blechkörper derart umschlossen ist, daß die Kühlrippen mit den Wänden des Blechkörpers l.uftkanäle bilden, und an die die Senderöhre mit Abstiinmechanismus seitlich angebaut ist, daß ferner ein Hochspannungsversorgungsgerät in einer Schubladeneinheit mit Luftdurchlässen unter der Grundplatte angeordnet ist, daß die Modulatorbaugruppe durch eine aufgesetzte, die Steuerelektronik enthaltende Baugruppe und Tragstangen zu einer starren, selbsttragenden Montageeinheit mit diametral liegenden Befestigungsmitteln verbunden ist und daß die durch die Modulatorbaugruppe gebildete Anordnung zur Konvektionskühlung der gesamten Sendereinheit oder mindestens von Baugruppen der Sendereinheit eingesetzt ist.

Unter dem im Patentanspruch verwendeten Begriff der modularen Baugruppen wird folgendes verstanden: Funktionseinheiten mit einheitlichen, untereinander entsprechend ihrer Zuordnung genormten Schraubverbindungen und dementsprechenden Auflageflächen und Lochabständen. Ferner können diese Funktionseinheiten aus Gehäusen mit schwingungsdämpfendem Material, wie z. B. Leichtmetallegierungen, gefertigt sein und somit einen selbsttragenden, baukastenartigen Leichtbau ermöglichen.

An Hand der Zeichnungen wird nachfolgend ein

Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sendereinheit eines Monopuls-Radargerätes beschrieben.

Dabei zeigt F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Seite einer Radar-Sender-Einheit;

F i g. 2 ist eine Perspektiv-Darstellung dir Senderein- :> heit nach F i g. 1;

In F i g. 3 ist ein Kühlungssystem dargestellt;

Fig.4 zeigt eine Magnetronkühluug mittels separatem Ventilator und

Fig. 5 stellt die Modulatoreinheit der Fig. 1 mit ι ο seitlichen Anbauten dar.

In F i g. i sind, vereinfacht dargestellt, wesentliche Sender-Baugruppen sowie deren gegenseitige Zuordnung ersichtlich. Eine Grundplatte 1 dient einerseits als Basis für eine Modulatorbaugruppe 2 und andererseits zur Befestigung e;nes Trägers 3. Der Träger 3 weist eine Zentrierhülse 4 auf. Ein Hochspannungsversorgungsgerät 5 ist mittels Tragzapfen 6 und Befestigungsschrauben 7,8 im Träger 3 vibrationssicher angeordnet An der Modulatorbaugruppe 2 sind ein Magnetron 9 mit Frequenzskala 10 und Abstimmechanismus 11 angebaut. Ein zur Steuerung des Abstimmechanismus 11 notwendiger Servo-Verstärker 12 ist auf der Grundplatte 1 aufgeschraubt. Ebenfalls mittels Schraubverbindungen ist über der Modulatorbaugruppe 2 ein Aufsatz 16 mit einschiebbarer Steuerungselektronikbaugruppe 13 angebracht. Im Aufsatz 16 sind Tragstangen 14 mit in bekannter Weise seitlich verschiebbaren Schrauben 15 vorhanden.

Die Perspektiv-Darstellung F i g. 2 zeigt den kompak- P ten Aufbau der gesamten Sendereinheit und verdeutlicht die schubladenartige Ausbildung des Hochspannungsvcrsorgungsgerätes 5 und der Steuerungselektronikbaugruppe 13. Mit 5a und 13a sind schemalisch die entsprechenden Teile 5 und 13 in herausgezogenem Zustand gezeigt. Der Modulator 2 ist mit aufgeschnittenem Blechkasten 2.1 und Kühlrippen 2.2. dargestellt. Ferner ist ein Hauptvenlilator 50 und ein weiterer Ventilator 52 zur separaten Kühlung des Magnetrons 9 ersichtlich. Mittels selbstzentrierender Schraube 15 und einer ebensolchen, im gegenüberliegenden Tragrohr vorhandenen Schraube sowie durch in diametral gegenüberliegende Schraubenlöcher 20 und 21 einbringbare Schrauben läßt sich die gesamte Sendereinheit fixieren und durch wenige, aus der F i g. 2 (5 ersichtliche, elektrische Anschlüsse in Betrieb setzen.

F i g. J und F i g. 4 zeigen die Kühlung mit durch Pfeile dargestellten Luftstromrichtungen. Durch einen in Fig. 3 dargestellten, zylinderariigen Blechkörper 2.1 entsteht ein freier Konvektions-Luftstrom von einer ν Eintrittsöffnung E im Träger 3 durch das Hochspannungsversorgungsgerät 5, die Luftdurchlaßöffnung 1.1 in der Grundplatte I, die Modulatorbaugruppe 2, die Steuerungsclektronikbaugruppe 13 zur Austrittöffnung A. Ein Blendenstück ö bewirkt eine horizontale \s Umlenkung eines Teiles des Luftstromes und ergibt somit u. a. eine Kühlung eines Kühlkörpers K in der Steuerungselektronikbaugruppe 13. Diese Steuerungselektronikbaugruppe 13 weist weitere Luftauslrittsöffnungen AO I und AO 2 auf. Durch Distanzstücke 40,41 < >o zwischen Modulatorbaugruppe 2 und Steuerungselektronikbaugruppe 13 entsteht ein Zwischenraum Z mit zusätzlichen Kühlluftströmen.

Die Kühlung der Sendereinheit beruht auf 3 verschiedenen, einander ergänzenden Kühlungsarten: '<s

I. Freie Konvektionskülilurig auf Grund des beschriebenen Sendera"fbaus unter gleichzeitiger Ausnutzung der Wärmekapazität von Einzelbaugruppen und Wärmeleitungen 2U benachbarten Baugruppen.

2. Einbau der gesamten Sendereinheit in einen externen Kühliuftkrehilauf durch Anschluß der Eintrittsöffnung E und Austrittsöffnung A an ein beispielsweise mit Oberdruck arbeitendes Gesamtkühlsystem eines Panzerfahrzeuges.

3. Erzwungene Kühlung mittels in der Sendereinheit eingebauter Ventilatoren unter Ausnutzung der durch die freie Konvektionsströmung vorgegebenen Strömungswege.

F i g. 3 verdeutlicht eine Realisierungsmöglichkeit der drei oben aufgeführten Kühlungsarten. Unter Beibehaltung dieses Konzeptes könnte auch Hochspannungsverporgungsgerät 5 über der Modulatorbaugruppe 2 und dementsprechend Steuerungselektronikbaugruppe 13 unter der Modulatorbaugruppe 2 angeordnet sein.

Fig.3 zeigt ferner einen sogenannten Hauptventilator 50 in der Steuerungselektronikbaugruppe 13. Durch entsprechende Dimensionierung der Blendenöffnungen 60, 61 können im Zwischenraum Z vorhandene Luftströmungen quantitativ vorbestimmt werden.

Fig.4 zeigt die Kühlung des Magnetrons 9 durch einen separaten Ventilator 52. Bekanntlich entstehen in einem Magnetron hohe Betriebstemperaturen, so daß eine bereits zur Kühlung benutzte und entsprechend vorgewärmte Luft verwendet werden kann. Voraussetzung zu einer derartigen Magnetronkühlung ist lediglich ein entsprechend der Kühllufttemperatur erhöhter Xühlluftfluß. Eine gemäß F i g. 4 arbeitende Magnetronkühlung hat den Vorteil, daß ein bereits vorhandener Kühlluftstrom wiederholt eingesetzt werden kann und nach Erwärmung der Luft in den Raum der Modulatoranbauten gelangt, wo sich neue Konvektionsströmungen ausbilden können. Die beschriebene Magnetronkühlung könnte als Nebenkreiskühlung bezeichnet werden, eine solche Nebenkreiskühlung kann gleichzeitig zur Aufrechterhaltung von konstanten Betriebstemperaturen in der gesamten Sendereinheit dienen.

F i g. 5 zeigt nochmals die Modulatorbaugruppe 2 mit angebautem Magnetron 9 und Abstimmungsmechanismus 11. Diese Fig. 5 zeigt eine wartungsfreundliche Zuordnung von einzelnen, an sich bekannten Baugruppen und deren Aufbau. Ferner ist in F i g. 5 ersichtlich, daß beispielsweise ein Servomotor Ha durch direktes Anflanschen an Abstimmechanismus 11 in die beschriebene modulare Bauweise integriert ist. In F i g. 5 sind im weiteren die Anzeigen der Zählerfront 30 und 31 der im Modulator 2 eingebauten Betriebsstundenzähler sowie ein Prüfanschluß 32 zur elektrischen Funktionsprüfung ersichtlich.

Im Ausführungsbeispiel sind sämtliche Schraubverbindungen in der gesamten Sendereinheit in bekannter Weise unverlierbar und, soweit sich die modularen Funktionseinheiten im Befugnisbereich des Wartungspersonals befinden, einheitlich mit M6-Innensechskantschrauben ausgeführt. Sämtliche Funktionseinheiten sind von der Schubladenfrontseite der Sendereinheit zugänglich und einzeln ausbaubar.

Bekanntlich erzeugt ein fahrendes Kettenfahrzeug, hauptsächlich durch die Kettenglieder hervorgerufen, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit in einem weiteren Frequenzbereich mechanische Schwingungen. Durch die modulare Bauweise von Funktionseinheiten ergiLt sich ein wenig schwingungsfähiger Gesamtaufbau, dessen Eigenresonanzfrequenzen weit oberhalb von betriebsmäßigen Schwingungen liegen.

Das Ausführungsbeispiel ist wohl für einen Einsatz in

gepanzerten Kettenfahrzeugen konzipiert, erfüllt jedoch insbesondere durch eine kompakte, auf sämtlichen Seiten auflegbare Gesamtform alle Voraussetzungen für eine Containerisierung von Radaranlagen und ermöglicht ohne Schwierigkeiten einen Marineeinsatz. >

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mechanisch und elektrisch autonome, aus modularen Baugruppen aufgebaute Radar-Sender- s Einheit mit einer Senderöhre mit Abstimmechanismus, mit einem gekühlten Modulator mit Steuerelektronik und mit einem Hochspannungsversorgungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (1) mit Luftdurchlaßöffnungen (1.1) als Basis für die Modulatorbaugruppe (2) dient, in der der mit Kühlrippen (2.2) versehene Modulator von einem zylinderartigen Blechkörper (2.1) derart umschlossen ist, daß die Kühlrippen (2.2) mit den Wänden des Blechkörpers (2.1) Luftkanäle bilden, und an die die Senderöhre (9) mit Abstimmechanismus (II) seitlich angebaut ist, daß ferner das Hochspannungsversorgungsgerät (5) in einer Schubladeneinheit mit Luftdurchlässen (E) unter der Grundplatte (1) angeordnet ist, daß die Modulatorbaugruppe (2) durch eine aufgesetzte, die Steuerelektronik enthaltende Baugruppe (13) und Tragstangen (14) zu einer starren, selbsttragenden Montageeinheit mit diametral liegenden Befestigungsmitteln (15, 20, 21) verbunden ist und daß die durch die Modulatorbaugruppe (2) gebildete Anordnung zur Konvektionskühlung der gesamten Sendereinheit oder mindestens von Baugruppen der Sendereinheit eingesetzt ist.

2. Radar-Sender-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnei, daß die Gehäuse der modularen Baugruppen schwingungsdämpfende Leichtbauwerkstoffe aufweisen.

i. Radar-Sender-Einheit nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der Kühlluft mindestens ein Ventilator (50) vorhanden ist.

4. Radar-Sender-Einheit mit einem Magnetron nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein separater Ventilator (52) zur Kühlung des Magnetrons (9) eingebaut ist.

5. Radar-Sender-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetron (9) an eine Modulatorbaugruppe (2) angebaut ist.

6. Radar-Scnder-Einheit nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß die modularen Baugruppen von einer Seite der Sender-Einheit ein-bzw. ausbaubar angeordnet sind.