CN110534865B - 一种新型相控阵雷达天线座及雷达天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型相控阵雷达天线座，包括：基座(1)、转盘(2)、转盘轴承(3)、第一转动副(4)、转动平台(5)、方位驱动装置，其中，所述基座(1)上端通过所述转盘轴承(3)与所述转盘(2)连接，且所述基座(1)与所述转盘(2)同轴，所述转盘(2)通过轴线水平的所述第一转动副(4)与所述转动平台(5)连接，所述方位驱动装置与所述转盘轴承(3)连接；还包括俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置与所述转动平台(5)连接。本发明能够实现‑12～55度的俯仰运动、‑180～180度的方位运动，结构轻便，操作简单，有效地改善了传统方位‑俯仰运动座架应用于大型、重型仪器设备时存在结构笨重、体积过大的问题。

Description

一种新型相控阵雷达天线座及雷达天线

技术领域

本发明属于大型仪器座架技术领域，具体涉及一种新型相控阵雷达天线座及雷达天线。

背景技术

方位-俯仰座架是一种用以支撑各种仪器和设备并且可以使其绕着相互垂直的两个轴线做方位-俯仰运动的机构。方位运动即绕竖直轴(方位轴)旋转，改变支撑对象的方位角；俯仰运动绕水平轴(俯仰轴)旋转，改变支撑对象的俯仰角。

传统方位-俯仰座架的结构形式由两个相互垂直并且能够主动控制的转轴构成，通过伺服电机和减速齿轮系分别驱动每个转轴转动，结构简单，易于控制，适用于中小型支撑对象。但是，如果支撑对象为大型仪器设备时，座架的受力大大增加，为满足支撑条件，结构会变得庞大、笨重，进而导致所需驱动功率的增加。另一种改进型方位-俯仰座架的结构采用并联的方式驱动两根连杆使其沿着圆形轨道运动，可承载大型设备，但是由于其转动平台主要靠位于中心处的立柱支撑，无法满足转动平台对于负的俯仰角的需求。而且当转动平台尺寸及俯仰角度范围较大时，会使得圆形轨道尺寸变大，这将给加工和运输带来困难，精度难以保证。

因此，解决现有的方位-俯仰运动座架用于大型、重型仪器设备时结构笨重、尺寸大、驱动功率高的问题就显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新型相控阵雷达天线座及天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种新型相控阵雷达天线座，包括：基座1、转盘2、转盘轴承3、第一转动副4、转动平台5、方位驱动装置，其中，所述基座1上端通过所述转盘轴承3与所述转盘2连接，且所述基座1与所述转盘2同轴，所述转盘2通过轴线水平的所述第一转动副4与所述转动平台5连接，所述方位驱动装置与所述转盘轴承3连接；还包括俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置与所述转动平台5连接。

在本发明的一个实施例中，所述方位驱动装置包括：第一减速机6、第一伺服电机7、第一齿轮副8，其中，所述第一减速机6与所述第一伺服电机7电连接，所述第一齿轮副8与所述第一减速机6连接。

在本发明的一个实施例中，所述第一齿轮副8包括：齿轮8-1、齿圈8-2，其中，所述齿轮8-1与所述齿圈8-2啮合连接，所述齿轮8-1与所述第一减速机6连接。

在本发明的一个实施例中，所述四杆机构包括：支撑件9、第二转动副10、连杆11、第三转动副12、滑块13、丝杠14、第二齿轮副15、第二减速机16、第二伺服电机17、第一轴承18、第二轴承19；其中，所述支撑件9与所述转动平台5连接，所述连杆11一端通过所述第二转动副10与所述支撑件9连接，所述连杆11另一端通过所述第三转动副12与所述滑块13连接，所述滑块13套在轴线竖直的所述丝杠14上，所述丝杠14一端通过所述第一轴承18与所述转盘轴承3连接，所述丝杠14另一端通过所述第二轴承19与所述基座1的轴心连接，所述第二减速机16与所述第二伺服电机17电连接，所述第二齿轮副15与所述第二减速机16连接。

在本发明的一个实施例中，所述第二齿轮副15包括：第一齿轮15-1、第二齿轮15-2，其中，所述第一齿轮15-1与所述第二齿轮15-2啮合连接，所述第一齿轮15-1与所述第二减速机16连接。

在本发明的一个实施例中，所述索牵引机构包括：第二减速机16、第二伺服电机17、第一绳索20、第二绳索21、第一固定装置22、第二固定装置23、绞盘24，其中，所述第二减速机16与所述第二伺服电机17电连接，所述第一绳索20一端与所述第一固定装置22连接，另一端缠绕在所述绞盘24上，第二绳索21一端与所述第二固定装置23连接，另一端缠绕在所述绞盘24上。

在本发明的一个实施例中，所述转盘轴承3包括：轴承内圈3-1和轴承外圈3-2，其中，所述轴承内圈3-1通过螺栓连接到所述转盘2上，所述轴承外圈3-2通过螺栓与所述基座1连接。

本发明的另一个实施例提供的一种雷达天线，包括天线阵面、储液罐、动力泵，还包括如上述实施例所述新型相控阵雷达天线座，所述天线阵面的冷却方式为液冷，所述储液罐和所述动力泵置于所述天线阵面内。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)、本发明是一种串联机构，转动平台的方位运动和俯仰运动相互独立，具有结构简单、易于控制等优势；

(2)、第一转动副连接于转动平台的下端，有效的降低了转动平台的重心，减小方位轴的变形，提高了座架的承载能力，也保证了转动平台的运动精度；

(3)、由于丝杠具有自锁特性，进一步提高了俯仰运动的稳定性，可实现-12～55度的俯仰角和-180～180度的方位角；

(4)、本发明新型相控阵雷达天线座具有结构轻便，操作简单的优点，有效地改善了传统方位-俯仰座架应用于大型、重型仪器设备时存在结构笨重、体积过大的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的采用四杆机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种新型相控阵雷达天线座方位驱动装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的采用四杆机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的俯仰驱动装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的采用索牵引机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的结构示意图。

图中，基座1，转盘2，转盘轴承3，第一转动副4，转动平台5，第一减速机6，第一伺服电机7，第一齿轮副8，齿轮8-1，齿圈8-2，支撑件9，第二转动副10，连杆11，第三转动副12，滑块13，丝杠14，第二齿轮副15，第一齿轮15-1，第二齿轮15-2，第二减速机16，第二伺服电机17，第一轴承18，第二轴承19，第一绳索20，第二绳索21，第一固定装置22，第二固定装置23，绞盘24。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明实施例提供的采用四杆机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的结构示意图，包括：基座1、转盘2、转盘轴承3、第一转动副4、转动平台5、方位驱动装置，其中，基座1与转盘2同轴，转盘2通过轴线水平的第一转动副4与转动平台5连接，方位驱动装置与转盘轴承3连接，还包括俯仰驱动装置，俯仰驱动装置与转动平台5连接。

在本发明的一个实施例中，方位运动由方位驱动装置驱动，俯仰运动由俯仰驱动装置驱动。

在本发明的一个实施例中，请参见图1和图3，图3为本发明实施例提供的采用四杆机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的俯仰驱动装置的结构示意图，图1和图3包括：支撑件9、第二转动副10、连杆11、第三转动副12、滑块13、丝杠14、第二齿轮副15、第二减速机16、第二伺服电机17、第一轴承18、第二轴承19；其中，支撑件9与转动平台5连接，连杆11一端通过第二转动副10与支撑件9连接，连杆11另一端通过第三转动副12与滑块13连接，滑块13套在轴线竖直的丝杠14上，丝杠14一端通过第一轴承18与转盘轴承3的轴心连接，丝杠14另一端通过第二轴承19与基座1的轴心连接，第二减速机16与第二伺服电机17电连接，第二齿轮副15与第二减速机16连接。

在本发明的一个实施例中，第二齿轮副15包括：第一齿轮15-1、第二齿轮15-2，其中，第一齿轮15-1与第二齿轮15-2啮合连接，第一齿轮15-1与第二减速机16连接。

第二齿轮副15、第二减速机16、第二伺服电机17通过齿轮传动***驱动丝杠14转动进而推动滑块13在丝杠14上做往复滑动从而使与丝杠14连接的连杆11带动转动平台5进行俯仰运动，丝杠14具有自锁特性，进一步提高了俯仰运动的稳定性，可实现雷达天线座在-12～55度的范围内进行俯仰运动。

在本发明的一个实施例中，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种新型相控阵雷达天线座方位驱动装置的结构示意图，转盘轴承3包括：轴承内圈3-1和轴承外圈3-2，其中，轴承内圈3-1通过螺栓连接到转盘2上，轴承外圈3-2通过螺栓与基座1连接。

在本发明的一个实施例中，包括：第一减速机6、第一伺服电机7、第一齿轮副8，其中，第一减速机6与第一伺服电机7电连接，第一齿轮副8与第一减速机6连接。

在本发明的一个实施例中，第一齿轮副8包括：齿轮8-1、齿圈8-2，其中，齿轮8-1与齿圈8-2啮合连接，齿轮8-1与第一减速机6连接。

第一减速机6、第一伺服电机7、第一齿轮副8通过齿轮传动***驱动转盘2连同装置于其上的转动平台5及俯仰驱动装置一起转动，从而实现天线座在-180～180度的范围内进行方位运动。

实施例二

请参见图4，为本发明实施例提供的采用索牵引机构进行俯仰驱动的一种新型相控阵雷达天线座的结构示意图，还包括：第二减速机16、第二伺服电机17、第一绳索20、第二绳索21、第一固定装置22、第二固定装置23、绞盘24，其中，第二减速机16与第二伺服电机17电连接，第一绳索20一端与第一固定装置22连接，另一端缠绕在绞盘24上，第二绳索21一端与第二固定装置23连接，另一端缠绕在绞盘24上，绞盘24可以采用变距/变径螺旋线绞盘设计。

转动平台5连接有两套索牵引机构，两个绞盘通过俯仰驱动装置同步驱动，齿轮传动***驱动绞盘24转动进而控制绳索的长度，牵动转动平台5绕第一转动副4进行俯仰运动，从而有效的降低了转动平台5的重心，减小方位轴的变形，提高了基座1的承载能力，也保证了转动平台5的运动精度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型相控阵雷达天线座，其特征在于，包括：基座(1)、转盘(2)、转盘轴承(3)、第一转动副(4)、转动平台(5)、方位驱动装置，其中，所述基座(1)上端通过所述转盘轴承(3)与所述转盘(2)连接，且所述基座(1)与所述转盘(2)同轴，所述转盘(2)通过轴线水平的所述第一转动副(4)与所述转动平台(5)连接，所述方位驱动装置与所述转盘轴承(3)连接；还包括俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置与所述转动平台(5)连接；

所述方位驱动装置包括：第一减速机(6)、第一伺服电机(7)、第一齿轮副(8)，其中，所述第一减速机(6)与所述第一伺服电机(7)电连接，所述第一齿轮副(8)与所述第一减速机(6)连接；

所述俯仰驱动装置包括：支撑件(9)、第二转动副(10)、连杆(11)、第三转动副(12)、滑块(13)、丝杠(14)、第二齿轮副(15)、第二减速机(16)、第二伺服电机(17)、第一轴承(18)、第二轴承(19)；其中，所述支撑件(9)与所述转动平台(5)连接，所述连杆(11)一端通过所述第二转动副(10)与所述支撑件(9)连接，所述连杆(11)另一端通过所述第三转动副(12)与所述滑块(13)连接，所述滑块(13)套在轴线竖直的所述丝杠(14)上，所述丝杠(14)一端通过所述第一轴承(18)与所述转盘轴承(3)连接，所述丝杠(14)另一端通过所述第二轴承(19)与所述基座(1)的轴心连接，所述第二减速机(16)与所述第二伺服电机(17)电连接，所述第二齿轮副(15)与所述第二减速机(16)连接，所述第二齿轮副(15)、所述第二减速机(16)、所述第二伺服电机(17)通过齿轮传动***驱动所述丝杠(14)转动；

或者，

所述俯仰驱动装置包括：第一绳索(20)、第二绳索(21)、第一固定装置(22)、第二固定装置(23)、绞盘(24)，其中，所述第一绳索(20)一端与所述第一固定装置(22)连接，另一端缠绕在所述绞盘(24)上，第二绳索(21)一端与所述第二固定装置(23)连接，另一端缠绕在所述绞盘(24)上，所述转动平台(5)连接有两套索牵引机构，两个绞盘通过俯仰驱动装置同步驱动，齿轮传动***驱动所述绞盘(24)转动进而控制绳索的长度，牵动所述转动平台(5)绕所述第一转动副(4)进行俯仰运动。

2.根据权利要求1所述的新型相控阵雷达天线座，其特征在于，所述第一齿轮副(8)包括：齿轮(8-1)、齿圈(8-2)，其中，所述齿轮(8-1)与所述齿圈(8-2)啮合连接，所述齿轮(8-1)与所述第一减速机(6)连接。

3.根据权利要求1所述的新型相控阵雷达天线座，其特征在于，所述第二齿轮副(15)包括：第一齿轮(15-1)、第二齿轮(15-2)，其中，所述第一齿轮(15-1)与所述第二齿轮(15-2)啮合连接，所述第一齿轮(15-1)与所述第二减速机(16)连接。

4.根据权利要求1所述的新型相控阵雷达天线座，其特征在于，所述转盘轴承(3)包括：轴承内圈(3-1)和轴承外圈(3-2)，其中，所述轴承内圈(3-1)通过螺栓连接到所述转盘(2)上，所述轴承外圈(3-2)通过螺栓与所述基座(1)连接。

5.根据权利要求1所述的新型相控阵雷达天线座，其特征在于，所述转盘轴承(3)包括：轴承内圈(3-1)和轴承外圈(3-2)，其中，所述轴承内圈(3-1)通过螺栓连接到所述转盘(2)上，所述轴承外圈(3-2)通过螺栓与所述基座(1)连接。

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