某舰载雷达天线骨架结构设计

李潇峰（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥，230000）

某舰载雷达天线骨架结构设计

李潇峰
（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥，230000）

为适应现代舰载雷达需求，满足舰艇、雷达外形设计一体化及轻量化要求，本文设计并研制了某舰载雷达天线骨架结构，在设计过程中，创新性地采用了工业造型设计技术，设计出与使用环境契合性较好的天线骨架结构。

舰载；雷达；天线骨架；工业造型与结构一体化设计

舰载雷达天线是平台载荷一体化技术的典型产品，平台载荷一体化是现阶段军品与民品共同的发展趋势之一，目前民用设备已经走在前列。为了尽快在军工电子产品特别是雷达产品中进行应用推广，必须针对平台的结构外形、安装接口、使用环境等条件，对其载荷进行有针对性的外观与功能的结构设计。本文基于工业造型与结构的一体化设计理念，研制了某舰载雷达天线骨架结构，该雷达结构在满足使用要求的前提下较好地符合了平台载荷一体化的技术要求。

1 结构设计原则

为了满足平台载荷一体化的技术要求，体现工业造型与结构的一体化设计理念，方案设计时，结构设计师应根据系统指标、设备安装空间、维修性、系统重量等各方面约束条件构建雷达系统的基本轮廓结构，此构型应同时考虑结构的刚强度与设备安装特性等多方面要求。在基本轮廓构型的基础上，工业设计师根据设备平台的安装特性，进行外部构型的匹配性设计。同时在设计各个阶段充分运用经验分析、理论计算、试验测试等设计手段，不仅保证了整个设计过程沿着正确的方向进行，避免造成设计反复、浪费人力和物力，而且现代设计手段的应用有效提高了设计水平，很好地解决了该雷达天线系统结构设计中的各种难点。

2 天线骨架结构设计

某舰载雷达天线结构系统中主要包含天线阵面、天线罩、设备机架、转接板、盲配板以及若干电讯、环控设备等。天线结构整体安装于转台上表面，随转台一起做高速方位向旋转。天线骨架即作为了整个雷达天线结构系统的主承力结构及安装结构。

在天线骨架外观设计过程中，充分考虑雷达天线系统的结构组成、使用环境以及平台载荷一体化的技术要求，突破了以往的弧形或平板形天线骨架造型，以中心对称的立体分割型面形态体现雷达阵面的结构特点。雷达天线骨架正面为平板式阵面结构（覆盖天线罩），背面为六条型线分割出的帽沿式的类流线结构，底部与转台结构连接。同时，考虑到操作与维修的人机工学性能，在背面中心设有电子设备密封门，底部转台后部两侧蒙皮采用可拆卸设计，在满足包络内部电子设备的前提下，以完全中心对称的立体型面凸显出一种平衡美感。天线骨架结构效果如图1所示。

基于以上外观设计方案，对天线骨架结构进行具体设计。为了满足雷达轻量化要求，天线骨架整体采用全铝合金材料铆接工艺成型，在满足结构使用要求的前提条件下，大大减轻了结构重量。考虑到加工及使用要求，天线骨架由前骨架及后骨架组成，前后骨架通过螺栓连接。

天线前骨架是天线阵面的主承力结构和安装接口，前表面安装有天线罩和裂缝波导等器件。前骨架主要由框架、天线罩安装围框、波导支架等组成。框架为箱体骨架结构，构型为矩形网格形式，其纵梁和横梁由铝型材铆接成型；天线罩安装围框由铝板加工，且预留凸台结构使平板天线罩可以沉入安装。骨架设计时具有结构简单、外形美观等特点。

天线后骨架是整个天线系统设备的主承力结构，底部设有与转台的接口，内部设有设备机架的固定接口。后骨架结构整体呈帽沿式的类流线结构，其中骨架采用铝型材或由铝合金加工而成，桁架式结构，通过工装控制结构变形，结构整体性较强。骨架外部通过与桁架结构铆接固定的蒙皮覆盖，使后骨架结构形成一个封闭的空间，整体结构更加美观，且可以提高后骨架的刚度、强度，加强整体结构的稳定性。骨架底部左右两端蒙皮采用开拆卸设计，可完全满足天线系统的可维修性。

在天线骨架结构的设计过程中，采用了工业造型设计技术。设计过程中创新性的采用了帽沿似的类流线结构，天线结构外形新颖、美观，较好地满足了舰艇-雷达外形设计一体化的要求。制造加工过程中，整体采用铆接工艺，且对外露的紧固件进行了涂覆遮挡处理，进一步保证了结构的美观性。

图1 天线骨架效果示意图

3 结束语

本文通过对该天线的设计研制，验证了工业造型与结构的一体化设计在舰载雷达天线设计中的可行性，为后续设计积累了相应经验并打好坚实基础，具有很强的借鉴意义，并在其它雷达产品的结构设计中具有相应的参考价值。

（References）

［1］周万幸.舰载雷达的现状及发展趋势分析［J］.现代雷达，2007（9）. ［2］张义军，朱迅.平台载荷一体化共形天线结构研究进展［J］.信息技术与信息化，2015（6）.

［3］叶尚辉等编.天线结构设计［M］.西安：西北电讯工程学院出版社，1986.

李潇峰（1985-），男，吉林四平人，博士，工程师，主要研究方向∶雷达天线结构设计。