模块化雷达天线座结构设计

孟 鹏

(中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西西安 710068)

天线座是支撑天线探测目标的装置，它通过天线控制系统，使天线能够按照预定的规律运动，准确指向目标，并精确测出目标的方位［1－2］。

模块化设计是在一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能和不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法［3－5］。

天线座模块化设计时需综合考虑结构隐身性、通用性和整体造型，在满足雷达功能要求的前提下，对方位传动模块与俯仰传动模块进行设计改进。

图1所示为经典的方位－俯仰型天线座三维模型，图2、图3所示分别为俯仰传动模块与方位传动模块三维模型。

图1 方位－俯仰型天线座

1 天线座模块化设计方案

图2 方位传动

图3 俯仰传动

方位传动模块及俯仰传动模块设计涉及2个方面的内容:

1)功能技术设计。模块设计在适应环境条件的前提下，要保证满足天线的转动范围、天线转动的角速度和角加速度、伺服系统的精度、天线座的刚度和强度、系统要求的外形尺寸和质量等要求，在本着经济性、通用性原则的基础上，最终实现设备使用方便、维修容易、可靠性高、寿命长等目的。

2)模块化设计。根据需要选择相应的模块并设计相应的接口，同时考虑可扩展性，通过准修改或修改形成的新模块与原有模块组合即可派生新的系列成品。

俯仰传动模块在功能上的不同主要体现在是否有轴端负载及方位驱动功率的大小。因此，俯仰传动模块可分为不带轴端负载(基本型)和轴端负载型。根据雷达使用对象及其环境的不同，又可将方位和俯仰模块分别划分为海用和陆用两种不同用途的模块。

方位－俯仰型天线座不同模块配置要求见表1。

表1 系列化、模块化天线座基本模块配置

除上述模块外，天线座还包括锁定模块和缓冲器保护模块。现有锁定模块包括自动锁、手动锁两种，主要根据天线座架设位置的不同选择相应的锁模块。通常情况下，如果天线座架设较高，则配置相同机械接口自动锁。缓冲器保护模块主要依据伺服性能指标进行选配，其安装位置主要取决于伺服角度要求。

综合进行整体造型和结构隐身性设计时，工艺实现性是重要的制约因素。在进行结构隐身性设计时，主要采取以下措施:

1)尽量采用多平面设计，避免球面外形;

2)在连接支撑部位尽量采用楔形或锯齿形结构，取代传统直角结构;

3)外露安装结合部位尽量采用沉陷方式保证连接面平齐;

4)尽量保证外连接面的连续性。

综合考虑以上设计因素，模块化天线座最终三维模型如图4～6所示。

图4 模块化天线座模型

图5 模块化方位壳体模型

图6 模块化俯仰壳体模型

2 结束语

本文主要针对天线座结构系统的组成部分，依据功能进行了分类模块化设计，按功能和结构层次分解，以实用、先进、经济、组合方便以及最大限度通用为原则，设计出不同应用范围的系列化天线座功能模块。由于条件所限，文中只对某一型天线座进行了模块化的分析设计，更倾向于将模块化的方法应用于雷达天线座的结构设计中，实际的效果还有待于相关实验验证作为支撑，并可以依据实验结论进一步改进优化。

在后续的工作中，可以将模块化设计与优化分析结合，实现边设计边优化，边设计边验证，实现动态设计。

［1］ 吴凤高.天线座结构设计［M］.西安:西北电讯工程学院出版社，1986.

［2］ 李宝龙，张永梅.某雷达天线座稳速控制精度改进设计［J］.火控雷达技术，2012，41(4):85－90.

［3］ 张腊梅.扁平化天线座设计［J］.电子机械工程，2012，28(1):41－44.

［4］ 蔡燕华.分析模块化设计方法及其在机械设计中应用［J］.科技传播，2014(4):160－161.

［5］ 丁月，苑明海，戴智勇.挖掘机工作装置模块化划分方法［J］.机械设计与制造，2014(3):12－14.