一種折疊反射面天線的結構設計

李 陽，王宏杰

(1.海軍裝備部駐上海地區軍事代表局，上海 200083;2.中國船舶重工集團公司第七二四研究所，南京 210003)

0 引言

高機動技術是地面雷達的一個重要發展方向。機動雷達必須適應各種野外陣地，在運輸狀態收縮在規定運輸界限范圍以內，滿足機動需要;在工作狀態展開或適當舉高，既可以避開地物遮擋，又可以改善雷達探測性能［1］。

機動雷達處于工作狀態時，反射面天線超過了規定的運輸界限。為了滿足機動需要，雷達反射面天線的設計實現了自動展開/折疊，在運輸狀態收縮到規定運輸界限范圍內。

1 反射面天線自動展開/折疊設計

反射面天線自動展開/折疊設計首先應解決整體布局問題。天線結構采用精確的結構設計，遵循最大限度合理利用已占用空間的原則，規劃折疊方式，充分降低質心高度、體積和質量，避免浪費空間資源。

為了保證天線在一定的離地高度、指向精度和質量偏心等條件下具有足夠的抗風(抗彎、抗扭、抗側傾）能力，要求結構件設計必須合理選材，保持一定的長度尺寸、橫截面尺寸和長細比，并在整體布局中予以確定。

精心設計背架接口和自動展開/折疊機構兩端接口，明確規定接口的部位、構造形式、尺寸和約束性質等，是自動展開/折疊機構平穩、協調、可靠地運行和鎖固以及不與其他設備、構件相互干涉的有效保證［2］。

反射面天線自動展開/折疊的實現，主要是實現天線可折疊部位之間的定位和重復定位精度，保證天線的型面精度。

1.1 反射體

為滿足機動性要求，反射體需要進行展開/折疊。按結構形式和具體的結構尺寸分為左邊塊、主塊和右邊塊3個部分，主塊包括天線背架和中塊，主塊與各邊塊間采用鉸鏈聯接。反射體外形圖如圖1所示。

左邊塊、中塊和右邊塊由面板以及角鋁、副板、連接彎角構成背筋。在背筋的布置過程中，需要根據反射面的總體設計為天線自動展開/折疊機構的留有一定的安裝和運動空間。

背架上和背架箱梁內需要安裝自動展開/折疊機構，采用箱梁式的結構，由鋁合金板焊接成形。

1.2 自動展開/折疊機構

自動展開/折疊機構指天線舉升機構和邊塊展收機構，用來實現天線反射面運輸狀態和工作狀態之間的轉換，滿足反射面天線自動展開/折疊的要求［3］。

減速電機的選型和齒輪箱的設計需要充分考慮載荷因素，服從整體布局。減速電機選型偏小，輸出功率不夠;減速電機選型偏大，會造成傳動機構尺寸龐大，質量增加，影響整體布局。

天線舉升機構采用梯形絲杠機構。減速電機通過齒輪箱驅動絲杠螺母，轉換成絲杠的直線運動，推動天線繞下部固定支耳轉動，實現天線反射體的舉升。

邊塊展收機構同樣采用梯形絲杠機構。減速電機通過錐齒輪箱驅動絲杠螺母，轉換成絲杠的直線運動，推動邊塊繞主塊與邊塊之間的鉸鏈轉動，實現邊塊的展收。

天線舉升機構和邊塊展收機構的安裝見圖2。

圖1 反射體外形圖

圖2 自動展開/折疊機構安裝示意圖

圖3 某雷達運輸狀態示意圖

3 設計應用

該雷達天線反射面通過天線支架安裝在方位轉臺上，方位轉臺固定在載車底盤上。

雷達處于運輸狀態時，反射面天線主塊方向仰天，固定在門架上，反射面邊塊向車外，其運輸狀態示意圖如圖3所示。

雷達處于工作狀態時，天線由運輸狀態經過一系列的動作后完成自動架設，達到預定的工作狀態。

4 結構設計重點

折疊反射面天線結構設計重點，主要包括天線反射體的分塊設計、背架設計、自動展開/折疊機構設計、定位和重復定位技術等幾個方面。

天線反射體的分塊需要結合雷達載車上裝的總體配置、天線反射體的口徑、自動展開/折疊傳動機構的安裝位置以及伺服控制等因素綜合確定。

背架是位于反射體和轉盤之間的承力結構，起到支撐、定位反射體，傳遞外負載，并帶動整個天線做回轉或扇形掃描，具有承上啟下的功能。

自動展開/折疊機構設計非常重要，既要保證天線反射體有足夠的剛強度，又要防止結構運動部分出現干涉現象。

天線邊塊與主塊之間的定位精度決定了天線展開后的型面精度是否滿足技術要求;天線主塊舉升到位與饋源支架的夾角關系決定了饋源與天線的位置關系是否準確。

5 結束語

反射面天線自動展開/折疊設計，涉及到天饋、結構、工藝和和伺服等專業知識，設計難度大，是影響機動雷達機動性能和整機性能指標的一個重要因素。目前，折疊反射面天線結構設計已經獲得工程應用驗證，各關鍵技術也已取得突破。

［1］平麗浩，等.雷達結構與工藝［M］.北京:電子工業出版社，2007.

［2］肖萬選.幾種雷達背架的結構形式［J］.艦船電子對抗，2001(2）:30-33

［3］王雁，胡長明，趙新舟，等.天線折疊機構運動時間的仿真分析［J］.現代雷達，2007(4）:17-19.