军事雷达铁塔系统总体设计

杨阳　高明宝

摘 要 雷达在军事上有着相当广泛的用途。雷达天线铁塔对于雷达作用的发挥有着相当重要的作用，特别是军事雷达对于铁塔系统的可靠性、可维修性、可使用性有着更高的要求，在对其进行设计时需要注意的内容也相当多。因此，需要加强对军事雷达铁塔系统设计的研究。为保障军事雷达在电子信息战中的正常工作，针对雷达专用铁塔总体设计，从总体设计的基础工程、塔架、防雷系统、工作台、楼梯、转台等重要组成部分进行了阐述，为军事雷达铁塔系统的总体设计提供了重要参考。

关键词 军事雷达塔；防雷系统；总体设计

中图分类号 TN95 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0130-02

雷达作为电子信息战的重要武器装备，其性能的充分发挥极其重要，是决定战争成败的重要因素之一。为此，很多科研人员在雷达结构设计中都考虑将雷达架设到一定的高度上，比如利用折叠举升机构、铁塔等[1]。针对雷达架设高度的需求，文中从能够增加雷达高度的铁塔出发，对军事雷达专用铁塔系统的总体设计、组成进行了详细阐述。对铁塔的抗风能力、倾覆能力进行了计算，达到了系统指标要求。该配套的雷达铁塔系统可实现工厂预制化，架设周期短，工作安全可靠，在一定程度上满足军事雷达不同高度的需求。

1 专用雷达塔的总体设计

军事雷达专用铁塔系统主要有基础工程、塔体、工作平台及护栏、避雷、楼梯及护栏、楼梯转台及护栏、爬梯、防雷系统等附件组成，如图1所示。在系统设计中充分考虑系统的稳定性、通用化、模块化、安全性。

1.1 基础工程

在工程中，一般铁塔的根基采用混凝土台阶式基础、钢筋混凝土板式基础、斜柱式基础、岩石嵌固式基础等，这些基础需要在现场施工，施工工期长，环境污染大。而与军事雷达配套的铁塔系统要提高军事雷达的架设高度，对其基础工程有重要的要求，基础工程要根基牢固、可靠性高、施工周期短等特点[2]。针对军事雷达特殊要求，与之配套的铁塔系统采用预埋底座的方式，既考虑了铁塔系统架设后可靠性、也考虑了在工厂内提前预制底座，缩短现场工程施工时间。

1.2 塔体

塔体是满足军事雷达不同架设高度的重要组成部分。为满足通用型、模块化、塔身采用分段式设计的钢管桁架焊接结构，每5m一段，塔身之间通过高强度螺栓并螺母的方式连接，采用销轴定位结构，可实现35m及以下的军事雷达架设需求，安装更加方便快捷；考虑安全性，连接后各段塔身之间设计隔离网，防止人、物坠落造成事故；爬梯采用正反交替上升设计，提高人员攀登的安全性同时对疲劳起到一定的缓解作用。

1.3 工作平台、楼梯、爬梯、转台及护栏

铁塔系统的工作平台、楼梯、爬梯、转台及护栏是保障安装、调试人员的工作顺利开展，工作平台通过支撑杆、螺栓、螺母与塔身支耳螺栓连接；平台四周通过安装可拆卸的护栏保障人身安全，同时护栏距离平台边界保持一定距离，以免人靠近护栏产生恐惧感；楼梯与楼梯转台通过支撑杆及螺栓螺母与塔身连接，环绕四周，方便安装人员和维护人员登上塔顶对雷达汇流环、天线转台及天线等设备和构件进行安装和维护；并且在工作平台、环形楼梯转台、踏步板均采用了钢格板替代花纹钢板，解决了工作平台、楼梯转台、踏步板上积雪积水的情况，同时达到结构轻型化目的。塔身之间增加具有防护作用的隔离网。

1.4 防雷系统

防雷系统采用整体结构防雷，就是在铁塔系统的主要基础打接地极、接地带，形成一个接地网，接地电阻小于10Ω。再与铁塔系统的塔体连接。塔体上工作平台上架设两部8.5m玻璃钢避雷针，同时在工作平台四周留有接地测试点，塔体底部有镀锌扁铁直接引到塔体工作平台上。其中涉及接闪器做法、引下线、接地装置做法等，防雷系统主要是保证人员及设备安全，操作人员在工作、检修和维护时预防触电、摔坠等事故，具有防雷击措施[3-4]。

2 专用雷达塔的相关计算

随着电子信息战的发展，军事雷达重量大小也在不断变化，从1t到10t不等，将不同类型的雷达架设在高塔上，因此在作雷达塔系统设计时其可靠性、安全性是必须保证的。雷达塔计算主要有抗风性及刚强度计算、稳定性计算、焊接强度计算等。

2.1 抗风性及结构静力

铁塔系统本身是一种高次超静定、非线性弹性支座连续梁结构，其抗风性及刚强度计算复杂。因此根据雷达塔所承载雷达的重量及外形，综合利用有限元、软件、计算机及传统方法计算所设计的塔体的整体或局部的应力和变形情况。

雷达及雷达塔主要布局在室外，面对环境恶劣，计算雷达塔在不同风速的载荷作用下，掌握雷达塔的整体刚强度情况，便于雷达塔的截面尺寸的确定。另外根据架设所在场地的风速，确定塔身是否增加揽风绳。

2.2 稳定性

铁塔是超静定结构，当一个构件发生失稳时，它必然会引起整个结构的内力重新分布。因此对于铁塔系统而言不能就某一段去孤立分析，而应当考虑其他构件对它的约束作用，这种约束作用就是从结构的整体分析来确定的。

3 结论

军事雷达塔总体设计涉及应用力学、钢结构、通讯、电子等方面知识，文中从雷达铁塔系统重要组成部分及相关计算出发阐述了雷达铁塔系统的总体设计，理清了铁塔系统总体设计的主线，为从事雷达铁塔系统工作的科研和设計人员提供了一定参考。

参考文献

[1]徐灏.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1993.

[2]陈宏，席广辉，高明宝，等.集方舱、扶梯、安装平台于一体的雷达专用铁塔系统：20 CN201410515381.7[P].

2014-12-24.

[3]沈小军，杜勇，王仁德，等.基于地面激光雷达的输电线路铁塔倾斜度测量[J].电子测量与仪器学报，2017，31（4）：516-521.

[4]全浩，黄学能，罗朝宇，等.输电线路山火光谱雷达监测系统的实现与应用[J].广西电力，2015，38（4）：67-71.endprint