CN112332069B - 一种巡飞导弹前舱雷达总体结构 - Google Patents

一种巡飞导弹前舱雷达总体结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，电子设备小型化设计技术领域。在满足电性能指标的情况下，依据导弹头罩包络的相应截面尺寸及天线阵面的俯仰轨迹，对天线口面结构形状与尺寸做出优化，克服了导弹头罩包络对雷达天线阵面形状的制约；天线阵面背部设计了过线槽，以便功分网络及T/R组件的线缆由此通过并被固定,避免了线缆对天线阵面转动时的摩擦与干涉；为便于与导弹总体的对接装配，将风机罩外形一角设计斜角，以便雷达与导弹接口螺栓的拆卸。主机单元内各模块为3U尺寸标准，并在模块两侧安装有锁紧器，以插拔方式紧固在机箱内，增强了框架式机箱的整体刚度。

Description

一种巡飞导弹前舱雷达总体结构
技术领域
本发明属于电子设备小型化设计技术领域，是一种巡飞导弹前舱雷达小型化总体结构设计，该设计可应用于导弹前舱雷达的安装布局设计，从而达到小型化设计的目的。
背景技术
近年来，随着科技的进步和武器***的高速发展，伴随而来的是对弹载雷达功能要求的不断提高。导弹搭载设备在结构设计上有着特殊的要求，主要表现在：(1)由于弹上空间狭小，对雷达的空间尺寸和重量要求非常苛刻，弹载雷达必须实现小(微)型化及轻量化设计。(2)环境条件的特殊性，特别是导弹发射阶段的冲击、振动等条件恶劣，因此在满足体积和重量要求的同时，弹载雷达设备的抗冲击、振动设计尤为重要；
发明内容
要解决的技术问题
某雷达位于巡飞导弹前舱头罩之内，只能按照前舱头罩包络(最大截面尺寸：230mm×280mm)的有限空间内进行总体结构设计，并要求雷达具备较强的抗振能力。这使得雷达设备的总体布局、外形和重量受到严重的制约，总体结构无法按照通常的结构形式设计。
技术方案
一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，其特征在于包括伺服及天线单元、主机单元，所述的伺服及天线单元包括伺服***与天线阵面，天线阵面的背面安装有功分网络(9)、T/R组件、波控机、热控装置，依据前舱头罩包络空间曲线的相应截面尺寸及天线阵面的俯仰轨迹，优化出天线阵面结构形状与尺寸，天线阵面四个角依据包络空间曲线做出切角处理；天线阵面背面设计走线槽，使功分网络、T/R组件的线缆由此通过并被固定；所述的主机单元以框架式机箱为结构主体，其内部安装频综接收模块、信号处理模块、数据处理模块、采样定时模块，其外部一侧安装有3U模块：电源模块一、伺服控制模块、风机、风机罩，并将风机罩一角的外形设计为斜角；另一侧安装有电源模块二、晶振，机箱的底部安装有母板；机箱内部的3U模块通过垂直插拔方式装入相应位置，并通过各模块两侧的锁紧器锁紧，从而实现与机箱底部母板的电气联接；机箱的两侧面分别设计有向两旁伸出的支撑结构，作为伺服及天线单元的安装座；安装座的两个面上分别设有安装孔，作为连接伺服及天线单元的安装孔位；伺服及天线单元通过其后部伺服支架上的安装螺钉与主机单元相连接。
所述的走线槽为6mm×3.5mm。
所述的安装孔尺寸为2×Φ3.4和2×Φ4.4。
所述的斜角为35°。
有益效果
本发明针对导弹头罩包络空间对电子设备结构布局设计的制约，采取了一种按照头罩包络空间进行总体结构设计的方法，它克服了前舱头罩包络空间对结构设计的制约，具有节省空间尺寸，安装便捷可靠，减轻重量的优点。
1.将雷达整机优化为伺服及天线单元和主机单元两大单元，具有高集成化、轻小化的设计特点，更适应弹载雷达轻小化的特性要求；
2.不采用常规雷达总体结构设计中独立的雷达天线座结构，而是使用框架式机箱两侧的支撑结构来替代天线座结构，不仅有效地减小了雷达的轴向整机尺寸，而且减轻了雷达的总重量。
本发明具有如下特点：
(1)将雷达整机优化为伺服及天线单元和主机单元两大单元，具有高集成化、轻小化的设计特点，更适应弹载雷达轻小化的特性要求；
(2)不采用常规雷达总体结构设计中独立的雷达天线座结构，而是使用框架式机箱两侧的支撑结构来替代天线座结构，不仅有效地减小了雷达的轴向整机尺寸，而且减轻了雷达的总重量。
(3)在满足电性能指标的情况下，依据导弹头罩包络的相应截面尺寸及天线阵面的俯仰轨迹，对天线口面结构形状与尺寸做出优化，克服了导弹头罩包络对雷达天线阵面形状的制约；
(4)主机单元内各模块为3U尺寸标准，并在模块两侧安装有锁紧器，以插拔方式紧固在机箱内，增强了框架式机箱的整体刚度。
(5)天线阵面背部设计了专用6mm×3.5mm过线槽，以便功分网络及T/R组件的线缆由此通过并被固定,避免了线缆对天线阵面转动时的摩擦与干涉。
(6)为便于与导弹总体的对接装配，将风机罩外形设计为约35°的斜角，以便雷达与导弹接口螺栓的拆卸。
附图说明
图1本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”总体布局示意图(局部剖视)
图2本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”整机外形示意图
图3本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”伺服及天线单元结构示意图(正面)
图4本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”伺服及天线单元结构示意图(背面)
图5本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”天线阵面背部结构示意图
图6(a)本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”主机单元结构示意图
图6(b)本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”主机单元结构示意图
图7本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”3U模块结构示意图(A,B两面)
图8本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”安装支座结构示意图
图9本发明“一种巡飞导弹前舱雷达”雷达总成示意图
1-雷达、2-前舱头罩、3-安装螺钉、4-前舱隔离框、5-伺服及天线单元、6-主机单元、7-伺服***、8-天线阵面、9-功分网络、10-T/R组件、11-波控机、12-热控装置、13-切角处理、14-走线槽、15-机箱、16-频综接收模块、17-信号处理模块、18-数据处理模块、19-采样定时模块、20-电源模块一、21-伺服控制模块、22-风机、23-风机罩、24-35°斜角、25-电源模块二、26-晶振、27-母板、28-锁紧器、29-伺服支架、30-安装螺钉M3X12、31-安装螺钉M4X12、32-安装座、33-安装孔Φ3.4、34-安装孔Φ4.4。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
为解决这前面所述的技术问题，确保雷达技术指标的实现，根据理论计算及模型修正，确定采用雷达总体结构形式依据前舱头罩曲线包络的设计方法，尽最大可能利用头罩的有限空间。
本发明克服导弹头罩包络空间对电子设备结构布局设计的制约，采取了一种按照头罩包络空间进行总体结构设计的方法。
某型号雷达位于巡飞导弹前舱头罩(头罩包络最大截面尺寸：230mm×280mm)之内，雷达整机由一维有源相控天线、射频前端、信号处理***、伺服***、二次电源等组成。在结构布局上，考虑到前舱头罩包络的空间制约，将整机划分为主机与天线两个单元。主机单元以框架式机箱为结构主体，包含有射频前端、信号处理***、伺服***、二次电源等***；天线单元包括天线阵面、功分网络、T/R组件、波控机、热控装置等。主机单元与伺服及天线单元通过伺服***的伺服支架联接成为雷达整机。
因为沿导弹的轴线方向空间非常有限，带来总体结构的布局不易。所以本发明不采用常规雷达总体结构中用于支撑天线***的独立天线座结构，而是将框架式机箱的两侧设计出向外伸出的支撑结构，使框架式机箱替代常规雷达总体结构中的天线座结构，从而有效地减小了轴向整机尺寸。
在满足电性能指标的情况下，依据导弹头罩包络的相应截面尺寸，优化出天线口面结构形状与尺寸，天线阵面四个角依据包络空间曲线做出切角处理。
为减少天线单元的厚度，将天线背板上设计专用6mm×3.5mm过线槽，以便功分网络、T/R组件的线缆由此通过并被固定,以免线缆对天线阵面转动时的摩擦与干涉。
主机单元的框架式机箱内安装有频综接收模块、采样定时模块、信号处理模块、数据处理模块，两侧安装有电源模块、风机等。框架式机箱内各模块设计为3U尺寸标准，并在其两侧安装有锁紧器，以插拔方式紧固在机箱内，增强了框架式机箱的整体刚度。
在主机框架机箱的左右两侧分别开有进风口和出风口。为方便与导弹总体的对接装配，将出风口罩外形设计为约35°的斜角，以便对接安装螺栓的拆卸。
参见图1，本发明在某弹载产品上的应用。某雷达1安装在一个巡飞导弹的前舱头罩(头罩包络最大截面尺寸：230mm×280mm)2内，通过前舱入口处的4个M5X16安装螺钉3与导弹前舱隔离框4连接固定。本发明总体布局如图1所示。
雷达1主要分为伺服及天线单元5、主机单元6两大部分，如图2所示。
伺服及天线单元5主要包括伺服***7与天线阵面8，如图3所示。
天线阵面8的背面安装有功分网络9、T/R组件10、波控机11、热控装置12等，如图4所示。
依据前舱头罩2包络空间曲线的相应截面尺寸及天线阵面8的俯仰轨迹，优化出天线阵面8结构形状与尺寸，天线阵面8四个角依据包络空间曲线做出切角处理13；天线阵面8背面设计专用6mm×3.5mm走线槽14，使功分网络9、T/R组件10的线缆由此通过并被固定，避免线缆对天线阵面8转动时的摩擦与干涉。天线阵面8背部结构外形如图5所示。
主机单元6以框架式机箱15为结构主体，其内部安装有4块3U模块，它们分别是频综接收模块16、信号处理模块17、数据处理模块18、采样定时模块19，其外部一侧安装有电源模块一20、伺服控制模块21、风机22、风机罩23等，并将风机罩一角的外形设计为约35°的斜角24。另一侧安装有电源模块二25、晶振26，机箱15的底部安装有母板27，如图6(a)、图6(b)所示。
机箱15内部的3U模块通过垂直插拔方式装入相应位置，并通过各模块两侧的锁紧器28锁紧，从而实现与机箱15底部母板27的电气联接，3U模块结构外形如图7所示。
机箱15的两侧面分别设计有向两旁伸出的支撑结构，作为伺服及天线单元5的安装座32。安装座32的两个面上分别设有安装孔2×Φ3.4 33及2×Φ4.4 34，作为连接伺服及天线单元5的安装孔位，如图8所示。
伺服及天线单元5通过其后部伺服支架29上的4个安装螺钉M3×12 30和4个安装螺钉M4×12 31与主机单元6相连接，组成雷达1，如图9所示。

Claims (4)

1.一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，其特征在于包括伺服及天线单元(5)、主机单元(6)，所述的伺服及天线单元(5)包括伺服***(7)与天线阵面(8)，天线阵面(8)的背面安装有功分网络(9)、T/R组件(10)、波控机(11)、热控装置(12)，依据前舱头罩(2)包络空间曲线的相应截面尺寸及天线阵面(8)的俯仰轨迹，优化出天线阵面(8)结构形状与尺寸，天线阵面(8)四个角依据包络空间曲线做出切角处理（13）；天线阵面(8)背面设计走线槽(14)，使功分网络(9)、T/R组件(10)的线缆由此通过并被固定；所述的主机单元(6)以框架式机箱(15)为结构主体，其内部安装频综接收模块(16)、信号处理模块(17)、数据处理模块(18)、采样定时模块(19)，其内部一侧安装有3U模块：电源模块一(20)、伺服控制模块(21)、风机(22)、风机罩(23)，并将风机罩一角的外形设计为斜角(24)；另一侧安装有电源模块二(25)、晶振(26)，机箱(15)的底部安装有母板(27)；机箱(15)内部的3U模块通过垂直插拔方式装入相应位置，并通过各模块两侧的锁紧器(28)锁紧，从而实现与机箱(15)底部母板(27)的电气联接；机箱(15)的两侧面分别设计有向两旁伸出的支撑结构，作为伺服及天线单元(5)的安装座(32)；安装座(32)的两个面上分别设有安装孔，作为连接伺服及天线单元(5)的安装孔位；伺服及天线单元(5)通过其后部伺服支架(29)上的安装螺钉与主机单元(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，其特征在于所述的走线槽(14)为6mm×3.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，其特征在于所述的安装孔尺寸为2×Φ3.4和2×Φ4.4。
4.根据权利要求1所述的一种巡飞导弹前舱雷达总体结构，其特征在于所述的斜角(24)为35°。
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