无源米波雷达折叠天线的设计与研究

无源米波雷达折叠天线的设计与研究

论文摘要

天线是雷达中的重要组成部分,主要用来有效的定向辐射或接收电磁波,同时它还是一个能量转换器。把高频形式的电流转换成同频率的无线电波能量,或把无线电波能量转换为高频电流能量。天线结构的精度决定了天线性能的好坏,天线性能又直接影响了雷达的正常工作。随着国际形势的复杂化,跟踪和发现手段越来越高,雷达的自身安全性也日趋严重,被动雷达是仅接收而不发射信号的雷达,有很好的隐蔽性,不容易被对方发现,而其自身又能发现和跟踪目标,因此被动雷达是雷达发展方向中的一个重要分支,是我国国防现代化中不可或缺的中坚力量。本文论述的雷达是被动无源雷达中一种,该雷达天线结构尺寸大,机动性能要求高。在结构方案论证中,没有现成的案例可供参考,需要突破传统,采用新颖的天线结构形式。在天线方案论证和设计中,主要考虑以下几方面的工作:满足特定环境条件下的天线刚强度性能方面,需要对天线本身进行模态和静力的有限元分析,以估计天线固有频率,一方面防止风振产生,另一方面防止和伺服传动产生谐振。之前有一个很重要的工作,就是对天线的结构进行风洞试验,以对其工作时的风力系数及风力矩系数进行测试,以获得最初的外载荷。在满足雷达机动性能方面,主要要实现大型雷达的折叠展开和自动快速锁定。展开机构由于受空间尺寸的限制,如何实现雷达天线展开和折叠是该天线结构设计的一个关键,根据运动轨迹进行机构的设计,再对机构本身进行分析计算。天线展开后工作状态的锁定是该天线结构设计的另一个关键技术,传统的锁紧技术已经不适合高机动性雷达,由于是新型锁紧机构,其到位锁紧性能、自动解锁的性能、以及动作实现的可靠性,等需要进行充分的分析和仿真计算。天线工作除了天线自身反射体结构外还需要辅助结构设备,上大下小的升降塔,一体化设计的大支座,这些是保证该天线能在复杂环境下正常工作的可靠辅助结构。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 无源雷达的简介
  • 1.2 本文的研究背景
  • 1.2.1 国外利用外辐射源无源雷达的现状
  • 1.2.2 国内利用外辐射源无源雷达的现状
  • 1.3 本文的研究意义
  • 1.4 本课题的研究内容
  • 2 天线的总体设计
  • 2.1 天线的工作原理
  • 2.2 任务需求
  • 2.3 天线类型的选择
  • 2.4 天线的初步设计
  • 2.5 天线的机动性要求
  • 2.6 折叠天线的组成及关键技术
  • 3 折叠天线的结构设计
  • 3.1 天线折叠结构设计
  • 3.2 天线展开和折叠机构的设计
  • 3.2.1 天线中块的展开折叠机构的设计
  • 3.2.2 天线边块的展开和折叠机构的设计
  • 3.2.3 上下反射网展开和折叠机构的设计
  • 3.2.4 阵子展开和折叠机构的设计
  • 3.3 天线锁紧机构的设计
  • 3.3.1 锁紧主要功能与结构组成
  • 3.3.2 锁紧工作原理
  • 3.3.3 解锁工作原理
  • 3.3.4 锁紧机构可靠性仿真分析
  • 3.3.5 锁紧机构可靠性理论分析
  • 3.4 天线不同部位的锁紧设计
  • 3.4.1 主块工作状态锁紧的设计
  • 3.4.2 边块工作状态锁紧的设计
  • 3.4.3 边块运输状态锁紧的设计
  • 3.5 升降塔的设计
  • 3.6 天线安装大支座的设计
  • 4 风洞试验
  • 4.1 试验仪器设备
  • 4.2 试验模型的制作及坐标系的定义
  • 4.3 模型安装与数据采集
  • 4.4 试验内容
  • 4.5 试验结果
  • 5 天线的刚强度分析和稳定性计算
  • 5.1 天线的刚强度分析
  • 5.1.1 模型建立
  • 5.1.2 边界条件建立
  • 5.1.3 进行模态分析
  • 5.1.4 进行静力分析
  • 5.1.5 天线精度分析
  • 5.2 天线的稳定性校核
  • 6 调试与应用
  • 7 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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