对地面雷达快速架设技术的探讨

对地面雷达快速架设技术的探讨

程晓祥，郭旭，周军

中国电子科技集团公司第三十八研究所  安徽省合肥市 230031

摘要：快速架设是地面雷达机动性的一项主要指标，也是困扰结构总体设计的主要因素之一，现代战争对雷达的机动性要求也越来越高。这个问题解决的好坏，将直接影响整机的机动性、可使用性、生存能力以及架设过程中人员、设备的安全。

关键词：地面雷达；快速架设技术；应用

前言

随着技术发展和当代战争日益现代化和信息化，对先进的地面高机动雷达的需求也日趋增强。

1结构总体设计

雷达整机由1个天线系统单元、1个电子方舱组成。天线系统单元是整个雷达系统的核心部分，其结构总体设计除了满足基本的电性能指标外，还需要结合平台选择、运输兼容性、架设撤收时间、整机外形尺寸、重量和成本等重要指标协同考虑，以其达到最优的布局效果和用户适用性。一般来说，天线系统单元总体布置原则为：

天线下边缘离地面尽可能高，以减少地物遮挡，且自身其他设备对其无遮挡；

天线处工作状态时，其重心应尽可能靠近转台的回转中心；

设备位置应保证操作方便和维修可达性，系统集成度尽可能高，整体布局美观协调；

整机的运输尺寸应符合GJB2948-97《运输装载尺寸与重量限制》规定的基本尺寸要求，以满足研制总要求提出的公路、铁路、空运和海运等多种运输方式。该雷达天线系统单元主要由天线阵面、转台、工作平台、液冷机组和控制柜等组成，为提高系统集成性，将液冷机组集成在工作平台上，平台上还安装有转台、伺服控制柜、和配电等设备。天线阵面为平面阵列天线，采用结构功能一体化及高密度电子设备集成设计，将电子处理设备、液冷管路集成安装在天线骨架内。从成本和用户使用情况考虑，运输平台使用非车载式工作平台，是由高强度钢板折弯拼焊而成的结构件，具有足够的刚强度，采用四个手动撑腿实现6′的调平要求，平台运输固定接口采用6米标准方舱式接口，可使用6米方舱运输平板车实现通用化运输；天线运动机构为“方位转台+俯仰机构”型式，这种结构形式结构紧凑，承载能力大，调整测量方便。

2地面雷达快速架设

2.1天线的拼装

在这五大因素中，天线的拼接尤为突出，它因受到天线口径及结构型式、面阵精度、抗风要求等多种因素的影响，也是提高架设速度的关键。设计中要妥善解决分块、连接位置与方式、吊装、机构型式、运动关系、人机关系、运输固定等问题。天线的尺寸通常较大，很多雷达在设计中，都对天线进行分块处理。

对于平面阵天线，可采用一定的电动机构，架设中通过控制机构的运动，对接各个分块，连接机构多设置在靠近面阵单元的位置。对于抛物面天线一般采用背架连接方式，在背架的节点处设置连接机构。连接机构的选择要遵循简单可靠、易操作、通用性好、重复定位精度高等原则。根据机动性要求确定机构是采用手动的还是电动的。如该雷达设计的一种手动快速连接机构。该机构为带滑动副（定位销）的连杆机构，锁定原理是钩与搭扣的销轴相互接触后，机构产生弹性变形，手柄压过变形最大点（死点）使其保持足够的变形量。变形量及手柄压过死点角度的大小，影响锁定性能和锁定的可靠性。经实际使用验证，该机构操作简单、锁定可靠、重复定位精度!能满足该种雷达天线拼装后面阵精度要求，也能满足整机架设时间要求。抛物面天线的分块需要专用吊装机构（吊架），该机构应选用简单可靠的结构型式，使用时要便于安装、操作；动力元件可以是绞车、葫芦等；吊点应设在分块的重心附近。该雷达的吊架为爬杆式结构，不用时通过销轴固定在中块骨架上，拔出销轴穿上钢丝绳即可使用，动力元件为钢丝绳手扳葫芦，能自锁，操作简单，方便灵活；并能绕固定中心旋转，通过销轴固定，较方便地实现对另一侧边块的吊装；省略了不必要的安装时间，对减少整机架设时间有较大天线的举升，多由特定的机构完成。该机构可以是机械的、机电的、液压的。但设计中要根据需要选取通用性好、可靠性高、易维护、运动副能自锁的结构型式，同时还要妥善解决定位问题。该雷达天线依靠由电机减速器、弹性联轴节、螺母丝杆组成的举升装置举升；依靠锥柱形定位销，实现和保证旋转运动中的自动定位；同样利用上文中的快速连接机构连接天线与大梁。分块与运输支架的连接，既要方便灵活，易于操作，又要安全可靠，保证天线的面阵精度在运输过程中不因固定方式不当而被破坏。该雷达的天线各分块均在骨架的节点位置，利用上文中的快速连接机构，与运输支架相连。对正投影尺寸小于运输限值的抛物面或平面阵天线，不存在拼接问题，可根据具体要求，选择合适的机构来达到快速架设的目的。

2.2天馈相位关系的确立

这一问题只存在于尺寸体积较大的抛物面天线的天馈系统。馈源一般在运输时与大梁分离，架设中使用吊架将馈源吊装在指定位置，固定后，再连接波导电缆。该雷达则采用馈源运输中不与端梁分离的方法。由蜗轮蜗杆、螺母丝杆副组成的机构完成端梁（含馈源）的折转运动。同样依靠锥柱形定位销，实现和保证旋转运动中的定位，同时也实现和保证接合面上波导法兰的自动定位。运用快速锁定机构连接端梁和中梁，同时也连接梁内波导法兰。经实际测试，该处波导法兰的电接触性能、气密性指标，都不低于波导法兰采用常规连接方式（即螺栓连接方式）时的相应指标，端梁（含馈源）完成一次折转、对接的时间约为4分钟，大大减少了整架时间提高了架设速度。

2.3调平和标定

正北天馈单元通常采用四点、对角线调平方式。调平系统按执行机构可分为机械式的、机电式的、液压式的；按自动化程度可分为手动的、自动的。可根据整机的架设具体要求，选取合适的型式。该雷达也采用四点、对角线调平方式，由手动千斤顶来完成。可以采用磁罗盘、经纬仪或自动陀螺定北仪为整机标定正北。具体的定北装置也要根据实际情况而定。该雷达选用的是自动陀螺定北仪。这种定北仪具有自动化程度高，不受地磁场的影响、标定可靠的优点。

2.4方舱的装卸

在设计中要做到统一方舱的种类，统一方舱的接口尺寸，并符合国军标要求，这样为选择通用的方舱升降机构、运输平台、紧固系留件创造了有利条件。方舱可以依靠自身手动升降机构进行装卸，运输时角件扭锁实现运输中的系固；也可以应用整体自装卸技术实现自动装卸；必要时将方舱设计为不卸车也能正常工作的模式。

2.5车外波导的连接

车外波导建议尽量选取整根软波导。这样可以不要求天馈单元、电子设备方舱单元的波导口轴线之间具有严格位置关系，而可以有较大的调节量；为架设时安置两单元的位置，连接两车的波导，提供了便利。车外波导的连接方式可采用螺栓或快速机构。该雷达的车外波导即为一根长17米的软波导，连接件为上述的快速连接机构。该雷达因在整架中巧妙地应用快速锁定、端梁折转等机构，整机架设（拆收）时间对原指标有较大的提高，实现了快速架设；同时也实现了无螺钉架设。由于作者认识的局限性，有些论述可能不妥，同时由于技术的进步，可能会出现更多更好的解决方法。但作者希望能起到抛砖引玉作用，也希望能得到同行专家的指正和帮助。

结束语

该雷达实际使用效果良好，实现了整机各项指标要求，为后续类似雷达结构的系统设计提供借鉴，并具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]张润逵,戚仁欣,张树雄.雷达结构与工艺[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]赵德昌.地面高机动雷达结构总体设计探讨[J].电子机械工程.2007(23):19-23.