一種小型近程低空預警雷達總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

時間：2024-09-01 21:49:20 電子信息工程畢業(yè)論文我要投稿

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　　摘要：給出了小型近程低空預警雷達總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，針對小型近程低空預警雷達的結(jié)構(gòu)技術(shù)特點對總體結(jié)構(gòu)的幾個主要組成部分進行了簡要的介紹。

　　關(guān)鍵詞：低空預警雷達;轉(zhuǎn)臺;快鎖連接結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)總體

　　引言

　　多次局部戰(zhàn)爭表明，探測戰(zhàn)斗中的低空飛行目標顯得越來越重要。特別是80年代以后出現(xiàn)的飛行器一般具有低空突防能力，如超低空飛機、低空導彈、巡航導彈、武裝直升機等等。各國對近程低空防御裝備具有強烈需求，用于反恐、邊防私運、緝毒及重點區(qū)域防衛(wèi)等方面。另一方面，隨著現(xiàn)代化戰(zhàn)爭低空突防兵器的快速發(fā)展和我國低空空域的逐步開放，人民防空對低空、超低空預警能力提出了迫切需求。小型近程低空監(jiān)視雷達就是一款專門針對低空、超低空目標探測的雷達設(shè)備，它能夠有效探測低空、超低空目標，實現(xiàn)布控區(qū)域內(nèi)的全天時、全天候低空監(jiān)視。

　　一、概述

　　小型近程低空預警雷達結(jié)構(gòu)主要由天線陣面和轉(zhuǎn)臺組成，兩者均可拆分。雷達通過倒伏裝置固定在車頂行李安裝架上。運輸時將雷達的天線和轉(zhuǎn)臺通過雷達倒伏裝置中手動倒伏絲杠倒伏固定在載車頂?shù)睦走_行李安裝架上即可運輸。工作時再通過手動倒伏絲杠將雷達安裝至載車頂部即可。

　　雷達工作狀態(tài)如圖1所示。

　　二、結(jié)構(gòu)總體設(shè)計

　　2.1 主要技術(shù)性能

　　2.1.1 環(huán)境使用條件

　　工作溫度：-40℃～+50℃;

　　相對濕度：環(huán)境溫度35℃時，相對濕度95%±3%;

　　抗風：風速≤25m/s，正常工作;

　　風速：≤35m/s，不破壞。

　　2.1.2 機動性要求

　　架設(shè)/撤收時間： ≤10分鐘/2人;

　　運輸方式：公路、鐵路。

　　2.1.3 天線轉(zhuǎn)速

　　天線轉(zhuǎn)速：6rpm，3rpm，扇掃;

　　調(diào)平精度：≤0.5°;

　　轉(zhuǎn)動精度：≤0.5°。

　　2.1.4 重量

　　天線單元總重：≤100kg;

　　轉(zhuǎn)臺總重：≤50kg;

　　倒伏裝置總重：≤50kg。

　　2.2 天饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　本天線單元應用了有源相控陣天線技術(shù)，陣面尺寸約為1650×1150×90mm3，包括天線、收發(fā)組件、功分網(wǎng)絡(luò)、收發(fā)模塊、伺服控制及電源等系統(tǒng)，集成度高;雷達為車載安裝方式，通過車載行李架安裝于車頂，各器件采取小型化、輕量化設(shè)計，滿足了車載剛強度要求。

　　進行天線單元總體布局時，天線正面等距排布32根BJ-100標準裂縫波導，線源的一端接匹配負載，另一端通過饋電波導耦合縫耦合饋電，使用電纜過渡到背面框架內(nèi)。天線背面圍繞電源對各系統(tǒng)進行集中排布以利走線，如此布局也有利于天線整體的配重平衡。

　　天線背面系統(tǒng)設(shè)計的原則是：T/R組件、功分網(wǎng)絡(luò)、波控計算機、電源、GPS處理盒均要求單獨密封設(shè)計，信號處理板、接收機、網(wǎng)絡(luò)交換機放在一個盒體中，統(tǒng)一考慮散熱和密封。

　　2.3 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　轉(zhuǎn)臺主要由轉(zhuǎn)盤、底座、軸承、電機減速機、編碼器及匯流環(huán)等組成。天線轉(zhuǎn)盤采用單機驅(qū)動裝置，變頻調(diào)速驅(qū)動控制系統(tǒng);整個轉(zhuǎn)臺主要采用優(yōu)質(zhì)鋁合金鑄造而成。

　　轉(zhuǎn)臺與匯流環(huán)進行了一體化集成化設(shè)計。中心軸及軸承組由轉(zhuǎn)臺與匯流環(huán)共用，匯流環(huán)的內(nèi)環(huán)直接安裝在中心軸上，在外殼與中心軸之間安裝電刷、電刷支架等匯流環(huán)的其他部件。相對于傳統(tǒng)的獨立匯流環(huán)設(shè)計減少了一個主軸及一對軸承，結(jié)構(gòu)更加緊湊。此種形式結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高，同時有助實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的輕量化設(shè)計。

　　轉(zhuǎn)臺中集成伺服控制系統(tǒng)中使用的驅(qū)動器、電源、PLC模塊、空氣開關(guān)等。

　　此種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中軸承主要承受較大的軸向、徑向負荷和傾覆力矩等。此轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)減少了中間的傳動鏈，不僅能夠滿足性能指標，同時具有結(jié)構(gòu)緊湊、減少摩擦、能量損耗小、效率高和動作靈敏迅速等特點。

　　2.4 收/發(fā)分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　2.4.1 T/R模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　該雷達包括8個四通道T/R，組成32個收發(fā)通道。8個四通道T/R排成一排安裝在散熱冷板上，冷板帶有散熱翅片的一側(cè)安裝多個風機，8個四通道T/R、冷板、風機組裝成一體后安裝在天線背部。

　　2.4.2 接收分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　接收分系統(tǒng)由功放、接收機、波形產(chǎn)生、頻率合成器、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、控制模塊、隔離網(wǎng)絡(luò)、散熱冷板等組成。所有模塊均固定在散熱冷板上，散熱冷板安裝模塊的一側(cè)朝向天線骨架形成的密封腔體內(nèi)，散熱冷板既作為接收模塊的安裝板和散熱板，又作為腔體的密封蓋板。模塊的熱量通過傳導方式導到散熱冷板外部的散熱翅片上，然后通過自然散熱把熱量導到周圍的空氣中。

　　2.5 快鎖連接結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　天線與轉(zhuǎn)臺之間連接采用新型錐面壓緊快鎖機構(gòu)，該快鎖機構(gòu)具有壓緊、鎖緊功能、還具有自動定心功能，不僅減小天線安裝鎖定難度，縮短天線安裝鎖定時間，同時提高天線的安裝精度。實踐證明，該快鎖機構(gòu)具有操作簡單、使用方便、通用性強及可靠性高等優(yōu)點，并可廣泛地應用到各個相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品中。

　　2.6 穩(wěn)定性分析

　　當雷達在生存風速下時校核整車的穩(wěn)定性，此時設(shè)備的總迎風面積包括天線和車輛單元之和，最大風阻力系數(shù)取Cx=1.4，風速v=35m/s，受力圖如圖2所示。

　　車身所受風力為：

　　天線所受風力為：

　　風力所產(chǎn)生的傾覆力矩為：

　　M風=F車風×0.945+F天線風×2.42=12989.5Nm

　　重力相對于單側(cè)輪胎的重力矩為：

　　M=G×0.74=19120×0.74=14149m

　　因重力矩大于風力矩，即

　　M>M風

　　所以車輛滿足穩(wěn)定性要求。

　　三、結(jié)論

　　該雷達采用一車結(jié)構(gòu)，載車選用依維柯面包車，整體布局協(xié)調(diào)合理，全機外觀噴涂人防白漆，運輸狀態(tài)滿足鐵路、公路、輪船運輸要求，全機設(shè)備整體美觀大方，雷達可以實現(xiàn)快速架撤，可以作為高機動小型雷達結(jié)構(gòu)設(shè)計參考。

　　參考文獻：

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