地面雷达天线骨架制造工艺技术的研究

[摘 要]天线骨架的质量影响着地面雷达的工艺质量 ，它是地面雷达的主要构造部分，特点在于承重力量大、工艺细致，结构复杂。依照这种天线骨架的构造优势，制造地面雷达的时候必须注意几个方面，例如要选择承重好质量轻的材料作为主材料，在制造时要用更精密的机器进行制造，设计出的结构要能够减轻材料之间的压力，时刻做好对雷达的检查保护工作，笔者拥有丰富的雷达制造经验，在此提出个人拙见，希望能为天线骨架的制造产生帮助。

[关键词]天线骨架；成型工艺方法；残余应力；振动时效

中图分类号：TN957.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0368-01

引言

天线骨架在雷达中主要起到承受重力，支撑雷达的作用，它是雷达的一个关键部分，天线制造中必须降低工业误差，以及提高骨架的制造精度，这对雷达的探测效果起着决定性作用，尤其作为地面雷达，要具有抵抗地面轻微地表活动的能力，这对精度的要求更加严格，地面雷达要具有调整探测角度的能力，这使得地面雷达必须，轻捷，坚固，工艺细致，这些必要条件成了为雷达生产的最大阻力。

在雷达的制造过程中，为了保持轻捷、坚固、工艺细致的特点，使用怎样的器械，怎样使雷达变得更加坚固，这些都是制造者应该着重考虑的问题。笔者对雷达制造的工艺需求等关键之处做出了细致解释，希望读者对雷达的制造有所了解。

一、雷达骨架的选材

雷达骨架的选材是骨架制造首先应该考虑的问题，使用怎样的材料能使雷达变得更加坚固且轻捷，这是骨架制造的重点，现在世界范围内各国雷达选材主要有铝、钢甚至价格昂贵的钛合金和复合材料。使用哪种材料来制造雷达骨架，应该按照雷达不同的功能作用来确定，其参考条件主要有：使用的外界环境、材料的性价比、现有条件能否制造等等。这些影响制造的因素，雷达生产者都必须进行详细考虑确定。

在进行选材时，一个决定选材的主要因素是在限定的质量范围内，使雷达生产的更加坚固耐用，这就要考虑材料的弹性、比刚度、比强度等等问题（表1）。

根据表中数据可知，具有较高比强度和比刚度的是碳纤维复合材料，其比刚度、比强度相对更高，温胀系数低，这是显著的两高一低，是制造骨架的最佳选择，但在实际制造中应该考虑材料的价格问题，而它价格相对较高，不适合制造价格相对较低的地面雷达，这不符合制造因素中的性价比，所以放弃碳纤维复合纤维材料。

为符合雷达的灵活性需求，要适度降低骨架的重量，常见使用的集中材料包括铝合金、钛合金。为符合雷达的硬度需求，相较于钢材上述两种材料的比强度更大，能更大程度上减轻雷达的质量，所以这两种材料在航空领域有着极其重要的作用。但这两种材料弹性较差，容易产生形变，使其无法对硬度要求高的模块产生作用。材料的轻捷坚固是选材的重要因素，而这两种材料不能满足坚固的要求，所以在生产地面雷达中并不推广使用。与之相比，钢材的比刚度更高，易塑性、性价比高，所以钢材更适合用于制造地面雷达。

二、天线骨架的制造技术

通过上文我们对各种材料之间性能的对比得出结论，常见的地面雷达主要以钢结构为主，这是在保证材料性价比的基础上硬度最高的材料，连接两条钢材的方法主要是通过焊接和铆接。在雷达制造中用的最多的是焊接法，在焊接的过程中要注意焊接的先后次序，然后通过相应措施使材料变得更加细致，消除材料内部应力。要严格控制骨架的每一步焊接，不能使焊接面存在气泡等等，并通过相应办法对焊接后的材料进行检查，保证焊接无差错。

在通过铆接法来制造雷达骨架的时候，要把材料固定紧密，以防铆接过程中出现松动，然后放好其它材料应该铆接的位置，保证形状和架构之后再进行铆接，铆接的不足在于无法消除铆钉的残余应力，而且在生产的时候会发出大量噪音。

三、消除骨架应力

1.残余应力对骨架的消极影响

在焊接骨架完成后进行退温的时候，因为焊接点体积的变化所形成的残余应力一般有两种包括热应力和组织应力，其中占得最多的是热应力。

残余应力会影响骨架的坚固度，使用时间等等这对后期雷达的使用有特别大的危害，所以有效的消除骨架应力是必要的。

2.消除应力的方法

以往使用消除应力的方法有热时效和自然时效，热时效就是将材料经过相应的热处理使应力消除的办法，这种办法具有需要特殊的器具，成本较高，速度较慢，易造成污染等缺点。

自然时效法就是把材料放置于自然环境中，利用环境与材料之间的温度差别使材料发生缓慢的变化达到消除残余应力的目的，这种方法需要更长的时间。

随着技术的发展人们开发出了VSR技术，它是通过共振消除残存应力的方法，不同于以往的方法。这种方法有节约时间，可以满足不同的需求，操作方法简单，降低资源的使用，环保等优势，所以这种方法常用于现代各个行业的应力消除中。

四、骨架的防护

雷达骨架常处于不同的自然环境中，要使得雷达骨架具有应对不同环境的能力，这就需要对雷达骨架进行相应的保护，做好雷达骨架制作的前期工作，定时对雷达进行检查，保护雷达的正常使用对于雷达的保护是非常有必要的。

结束语

地面雷达骨架的构造包括了对方方面面的工艺要求，通过文章中的介绍，我们系统的知道了雷达骨架的制造流程，要使得雷达制造工艺再取得发展，我们就要寻找性价比高的材料，发展更加精密的制造工艺，设计结构更加稳固的骨架构造，这是制造出更优质雷达骨架的关键。

参考文献

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作者简介

张伟，1981年9月，女，汉，安徽鳳台，2006年7月毕业于淮南师范学院电子信息科学与技术专业，学士，现供职于中国电子科技集团公司第三十八研究所，工程师，研究方向：电子装联工艺。