李瀟峰（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，安徽 合肥，230000）

某艦載雷達(dá)天線骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李瀟峰
（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，安徽 合肥，230000）

為適應(yīng)現(xiàn)代艦載雷達(dá)需求，滿足艦艇、雷達(dá)外形設(shè)計(jì)一體化及輕量化要求，本文設(shè)計(jì)并研制了某艦載雷達(dá)天線骨架結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過程中，創(chuàng)新性地采用了工業(yè)造型設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)出與使用環(huán)境契合性較好的天線骨架結(jié)構(gòu)。

艦載；雷達(dá)；天線骨架；工業(yè)造型與結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)

艦載雷達(dá)天線是平臺(tái)載荷一體化技術(shù)的典型產(chǎn)品，平臺(tái)載荷一體化是現(xiàn)階段軍品與民品共同的發(fā)展趨勢(shì)之一，目前民用設(shè)備已經(jīng)走在前列。為了盡快在軍工電子產(chǎn)品特別是雷達(dá)產(chǎn)品中進(jìn)行應(yīng)用推廣，必須針對(duì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)外形、安裝接口、使用環(huán)境等條件，對(duì)其載荷進(jìn)行有針對(duì)性的外觀與功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文基于工業(yè)造型與結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)理念，研制了某艦載雷達(dá)天線骨架結(jié)構(gòu)，該雷達(dá)結(jié)構(gòu)在滿足使用要求的前提下較好地符合了平臺(tái)載荷一體化的技術(shù)要求。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

為了滿足平臺(tái)載荷一體化的技術(shù)要求，體現(xiàn)工業(yè)造型與結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)理念，方案設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)、設(shè)備安裝空間、維修性、系統(tǒng)重量等各方面約束條件構(gòu)建雷達(dá)系統(tǒng)的基本輪廓結(jié)構(gòu)，此構(gòu)型應(yīng)同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度與設(shè)備安裝特性等多方面要求。在基本輪廓構(gòu)型的基礎(chǔ)上，工業(yè)設(shè)計(jì)師根據(jù)設(shè)備平臺(tái)的安裝特性，進(jìn)行外部構(gòu)型的匹配性設(shè)計(jì)。同時(shí)在設(shè)計(jì)各個(gè)階段充分運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)分析、理論計(jì)算、試驗(yàn)測(cè)試等設(shè)計(jì)手段，不僅保證了整個(gè)設(shè)計(jì)過程沿著正確的方向進(jìn)行，避免造成設(shè)計(jì)反復(fù)、浪費(fèi)人力和物力，而且現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段的應(yīng)用有效提高了設(shè)計(jì)水平，很好地解決了該雷達(dá)天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種難點(diǎn)。

2 天線骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某艦載雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中主要包含天線陣面、天線罩、設(shè)備機(jī)架、轉(zhuǎn)接板、盲配板以及若干電訊、環(huán)控設(shè)備等。天線結(jié)構(gòu)整體安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上表面，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起做高速方位向旋轉(zhuǎn)。天線骨架即作為了整個(gè)雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主承力結(jié)構(gòu)及安裝結(jié)構(gòu)。

在天線骨架外觀設(shè)計(jì)過程中，充分考慮雷達(dá)天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、使用環(huán)境以及平臺(tái)載荷一體化的技術(shù)要求，突破了以往的弧形或平板形天線骨架造型，以中心對(duì)稱的立體分割型面形態(tài)體現(xiàn)雷達(dá)陣面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。雷達(dá)天線骨架正面為平板式陣面結(jié)構(gòu)（覆蓋天線罩），背面為六條型線分割出的帽沿式的類流線結(jié)構(gòu)，底部與轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)連接。同時(shí)，考慮到操作與維修的人機(jī)工學(xué)性能，在背面中心設(shè)有電子設(shè)備密封門，底部轉(zhuǎn)臺(tái)后部?jī)蓚?cè)蒙皮采用可拆卸設(shè)計(jì)，在滿足包絡(luò)內(nèi)部電子設(shè)備的前提下，以完全中心對(duì)稱的立體型面凸顯出一種平衡美感。天線骨架結(jié)構(gòu)效果如圖1所示。

基于以上外觀設(shè)計(jì)方案，對(duì)天線骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。為了滿足雷達(dá)輕量化要求，天線骨架整體采用全鋁合金材料鉚接工藝成型，在滿足結(jié)構(gòu)使用要求的前提條件下，大大減輕了結(jié)構(gòu)重量。考慮到加工及使用要求，天線骨架由前骨架及后骨架組成，前后骨架通過螺栓連接。

天線前骨架是天線陣面的主承力結(jié)構(gòu)和安裝接口，前表面安裝有天線罩和裂縫波導(dǎo)等器件。前骨架主要由框架、天線罩安裝圍框、波導(dǎo)支架等組成?？蚣転橄潴w骨架結(jié)構(gòu)，構(gòu)型為矩形網(wǎng)格形式，其縱梁和橫梁由鋁型材鉚接成型；天線罩安裝圍框由鋁板加工，且預(yù)留凸臺(tái)結(jié)構(gòu)使平板天線罩可以沉入安裝。骨架設(shè)計(jì)時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形美觀等特點(diǎn)。

天線后骨架是整個(gè)天線系統(tǒng)設(shè)備的主承力結(jié)構(gòu)，底部設(shè)有與轉(zhuǎn)臺(tái)的接口，內(nèi)部設(shè)有設(shè)備機(jī)架的固定接口。后骨架結(jié)構(gòu)整體呈帽沿式的類流線結(jié)構(gòu)，其中骨架采用鋁型材或由鋁合金加工而成，桁架式結(jié)構(gòu)，通過工裝控制結(jié)構(gòu)變形，結(jié)構(gòu)整體性較強(qiáng)。骨架外部通過與桁架結(jié)構(gòu)鉚接固定的蒙皮覆蓋，使后骨架結(jié)構(gòu)形成一個(gè)封閉的空間，整體結(jié)構(gòu)更加美觀，且可以提高后骨架的剛度、強(qiáng)度，加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。骨架底部左右兩端蒙皮采用開拆卸設(shè)計(jì)，可完全滿足天線系統(tǒng)的可維修性。

在天線骨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，采用了工業(yè)造型設(shè)計(jì)技術(shù)。設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)新性的采用了帽沿似的類流線結(jié)構(gòu)，天線結(jié)構(gòu)外形新穎、美觀，較好地滿足了艦艇-雷達(dá)外形設(shè)計(jì)一體化的要求。制造加工過程中，整體采用鉚接工藝，且對(duì)外露的緊固件進(jìn)行了涂覆遮擋處理，進(jìn)一步保證了結(jié)構(gòu)的美觀性。

圖1 天線骨架效果示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過對(duì)該天線的設(shè)計(jì)研制，驗(yàn)證了工業(yè)造型與結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)在艦載雷達(dá)天線設(shè)計(jì)中的可行性，為后續(xù)設(shè)計(jì)積累了相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)并打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的借鑒意義，并在其它雷達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有相應(yīng)的參考價(jià)值。

（References）

［1］周萬幸.艦載雷達(dá)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析［J］.現(xiàn)代雷達(dá)，2007（9）. ［2］張義軍，朱迅.平臺(tái)載荷一體化共形天線結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展［J］.信息技術(shù)與信息化，2015（6）.

［3］葉尚輝等編.天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.西安：西北電訊工程學(xué)院出版社，1986.

李瀟峰（1985-），男，吉林四平人，博士，工程師，主要研究方向∶雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。