一种相控阵雷达天线的制作方法

1.本发明涉及卫星通信雷达技术领域，具体而言，涉及一种相控阵雷达天线。


背景技术：

2.随着近年来电子通信技术的快速发展，天线作为发射和接受电磁能量的关键部件，在无线通信领域被广泛应用。将天线辐射单元以不同栅格排列即可组成天线阵列。在天线有限的空间内，集成的各种元器件散发的热量使得天线难以保持长期有效工作，特别是随着雷达对观测的目标数量、目标种类等要求不断提高，对超宽带、宽角度扫描的相控阵雷达天线的需求日渐加剧。
3.目前的相控阵雷达天线在不断向超宽带、宽角度、高集成化、轻量化方向发展，以满足对不同工作场合的使用需求。如专利cn113839201b提出了一种薄型相控阵天线结构，该结构虽然满足了小尺寸、轻量化的使用需求，但是却没有考虑到相控阵天线的内部散热问题。再如专利cn114784480b提出了一种相控阵天线。该相控阵天线在一定程度上解决了相控阵天线频率范围难以扩展及口面效率低的问题。但是在一方面该结构内部的扩展机构运行精度较低，不能够有效保证辐射单元组件间的距离相等，且难以实现高精度间距控制；在另一方面，该相控阵天线也未充分地考虑散热结构。因此，设计一款频率范围可调，高精度扩展，可提高口面效率，散热性能良好，轻量化的相控阵雷达天线具有极其重要的现实意义。


技术实现要素：

4.为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明提供了一种相控阵雷达天线，通过对相控阵雷达天线内部的集成化设计，满足了轻量化、精度高、频率可扩展、散热性能良好的使用要求。
5.为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：
6.一种相控阵雷达天线，其特征在于：设置在安装底板有丝杆模组a、丝杆模组b、控制电路板、支撑框架，电机设置在丝杆模组a上，丝杆滑块左旋与丝杆滑块右旋成对设置在丝杆模组a与丝杆模组b上，辐射组件设置在丝杆滑块左旋与丝杆滑块右旋上，传动齿轮设置在丝杆模组之间，齿轮罩设置在传动齿轮上，散热风扇设置在支撑框架内侧，天线罩设置在支撑框架上端边沿处。
7.根据一种优选实施方式，所述辐射组件包括第一辐射单元组件和第二辐射单元组件，第一辐射单元组件设置在丝杆滑块左旋上，第二辐射单元组件设置在丝杆滑块右旋上。
8.根据一种优选实施方式，所述第一辐射单元组件包括射频模块、天线辐射单元、安装板，所述射频模块与天线辐射单元电连接并设置在安装板上，所述安装板设置有横向、纵向限位凸台。
9.根据一种优选实施方式，所述丝杆滑块左旋与丝杆滑块右旋底面两侧设置有限位凸台，上面中间槽口内设置有横向、纵向限位槽，上面两侧设置有限位压块。
10.根据一种优选实施方式，所述丝杆模组b的数量为n（n≥1）。
11.根据一种优选实施方式，所述丝杆模组a与丝杆模组b的转向、速率相同。
12.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
13.1． 本发明通过传动丝杆来实现两辐射单元组件间的距离调节，调节精度高，以正转和反转方式来实现两辐射单元组件的靠近与远离，可实现天线不同频率范围需求，提高了天线的口面效率。
14.2． 本发明通过传动齿轮的组合来实现丝杆模组b的数量扩展，不仅能够保证丝杆模组a与丝杆模组b的转动方向与速率相同，还能够按实际需求扩展丝杆模组b的数量来增加辐射单元组件数量。
15.3． 本发明通过散热风扇及安装底板上的通风槽有效地保证了该相控阵雷达天线良好的散热性能。
16.4． 本发明通过辐射组件上设置的横向、纵向限位凸台与丝杆滑块上设置的横向、纵向限位凹槽及限位压块的配合，使得辐射组件在上、下、横向、纵向的限位，有效的保证了辐射单元组件在使用过程中的可靠性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
18.图1为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线的结构示意图；
19.图2为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线的结构爆炸图；
20.图3为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中支撑框架的结构示意图；
21.图4为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中丝杆模组a的结构示意图；
22.图5为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中丝杆模组b的结构示意图；
23.图6为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中丝杆滑块左旋的结构示意图；
24.图7为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中丝杆滑块右旋的结构示意图；
25.图8为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中齿轮罩的结构示意图；
26.图9为本发明实施例1所述的一种相控阵雷达天线中辐射组件的结构示意图。
27.图中标记：1-支撑框架，2-天线罩，3-丝杆模组a，301-轴承，302-传动丝杆，303-限位槽，304-平键，305-联轴器，306-电机支架，4-丝杆模组b，401-限位压条，402-齿轮轴，5-电机，6-传动齿轮，7-丝杆滑块左旋，701-左旋内螺纹，702-限位压块，8-丝杆滑块右旋，801-右旋内螺纹，9-控制电路板，10-安装底板，11-齿轮罩，1101-限位块，12-散热风扇，13-辐射组件，1301-射频模块，1302-天线辐射单元，1303-安装板。
实施方式
28.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
29.在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然
而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.实施例1
35.参见图1所示，图1为本发明所提供的一种相控阵雷达天线的结构示意图。
36.参见图2所示，本发明所提供的一种相控阵雷达天线，包括：支撑框架1，天线罩2，丝杆模组a3，丝杆模组b4，电机5，传动齿轮6，丝杆滑块左旋7，丝杆滑块右旋8， 控制电路板9，安装底板10，齿轮罩11，散热风扇12，辐射组件13。其中，丝杆模组a3、丝杆模组b4、控制电路板9、支撑框架1安装在安装底板10上，电机5设置在丝杆模组a3上，丝杆滑块左旋7与丝杆滑块右旋8成对设置在丝杆模组a3与丝杆模组b4上，辐射组件13设置在丝杆滑块左旋7与丝杆滑块右旋8上，传动齿轮6设置在丝杆模组之间，齿轮罩11设置在传动齿轮6上，散热风扇12设置在支撑框架1内侧，天线罩2安装在支撑框架上端边沿处。
37.进一步地，所述安装底板10上设置有螺纹通孔、台阶通孔、通风槽。所述螺纹通孔用于与螺钉配合固定连接控制电路板9；所述台阶通孔用于与螺钉配合固定连接丝杆模组a3、丝杆模组b4、支撑框架1；所述通风槽用于该相控阵雷达天线内部元器件散热。
38.进一步地，所述支撑框架1上、下四周边沿设置有螺纹孔，一面设置有风扇通风口及台阶通孔，相邻的一面下端设置有电源槽口及通信端槽口，所述支撑框架1具体参见图3所示。所述螺纹孔用于连接固定安装底板10及天线罩2；所述风扇通风口及台阶通孔用于连接固定散热风扇12；所述电源槽口及通信端槽口为控制电路板9上的电源及通信线路留出连接通道。
39.进一步地，所述丝杆模组a3 设置有轴承301、传动丝杆302、限位槽303、平键304、联轴器305、电机支架306，所述丝杆模组a3具体参见图4所示。所述轴承301用于连接传动丝杆302及丝杆模组a3的侧边板，以保证传动丝杆302可靠转动；所述传动丝杆302一端为螺纹杆身，另一端为带有键槽的圆柱杆身，所述螺纹杆身用于配合连接丝杆滑块左旋7及丝杆滑
块右旋8，所述带有键槽的圆柱杆身用于连接固定传动齿轮6及联轴器305；所述限位槽303用于安装丝杆滑块左旋7及丝杆滑块右旋8下端两侧的限位凸台，用于保证丝杆滑块左旋7及丝杆滑块右旋8相对于传动丝杆302平行运动；所述平键304用于连接固定传动齿轮6与传动丝杆302；所述联轴器305中间设置有通孔，两侧设置有螺纹通孔，所述通孔一端用于放置传动丝杆302有键槽的圆柱杆身端，另一端用于放置电机5的传动轴，所述螺纹通孔与紧定螺钉配合连接固定电机5的传动轴及传动丝杆302。
40.进一步地，所述丝杆模组b4 设置限位压条401、齿轮轴402、底部螺纹通孔，所述丝杆模组b4具体参见图5所示。所述限位压条401两侧设置有通孔，用于与丝杆模组b4上的螺纹孔配合对齿轮罩11进行上、下位置限位，所述齿轮轴402设置有键槽及平键用于连接固定传动齿轮6，齿轮轴402上安装的传动齿轮6与相邻传动丝杆上安装的传动齿轮6及丝杆模组a3上传动丝杆302上安装的传动齿轮6之间的啮合传动可有效保证丝杆模组a3与丝杆模组b4的转动方向、速率相同。
41.进一步地，所述丝杆滑块左旋7底部两侧设置有限位凸台，中部设置有左旋内螺纹701，上部设置有限位压块702，上不中间通槽内部设置有横向、纵向限位槽，所述滑块左旋7具体参见图6所示。所述限位凸台用于与丝杆模组两侧的限位槽配合，所述左旋内螺纹701用于安装丝杆模组的传动丝杆，所述限位压块702用于对辐射组件13进行上、下方向的限位固定，所述横向、纵向限位槽用于与辐射组件13上安装板1303上的横向、纵向限位凸台配合实现辐射组件13的横向、纵向限位固定。
42.进一步地，所述丝杆滑块右旋8中部设置有右旋内螺纹801，所述滑块右旋8具体参见图7所示，所述右旋内螺纹801用于安装丝杆模组的传动丝杆。
43.进一步地，所述齿轮罩11设置有齿轮轴安装槽及限位块1101，所述齿轮罩11具体参见图8所示，所述限位块1101用于与丝杆模组两侧的限位槽配合实现齿轮罩11横向、纵向的位置固定。
44.进一步地，所述控制电路板9设置有各种电子元器件及信号、射频电路，通信、电源接口，所述控制电路板9连接控制电机5及辐射组件13、散热风扇12等元器件，此处未画出连接线缆。
45.进一步地，所述天线罩2四周设置有通孔，所述通孔用于与螺钉配合连接固定天线罩2与支撑框架1。
46.以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

技术特征：
1.一种相控阵雷达天线，其特征在于：安装底板（10）上设置有丝杆模组a（3）、丝杆模组b（4）、控制电路板（9）、支撑框架（1），电机（5）设置在丝杆模组a（3）上，丝杆滑块左旋（7）与丝杆滑块右旋（8）成对设置在丝杆模组a（3）与丝杆模组b（4）上，辐射组件（13）设置在丝杆滑块左旋（7）与丝杆滑块右旋（8）上，传动齿轮（6）设置在丝杆模组之间，齿轮罩（11）设置在传动齿轮（6）上，散热风扇（12）设置在支撑框架（1）内侧，天线罩（2）设置在支撑框架（1）上端边沿处。2.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线，其特征在于：所述辐射组件（13）包括第一辐射单元组件和第二辐射单元组件，第一辐射单元组件设置在丝杆滑块左旋（7）上，第二辐射单元组件设置在丝杆滑块右旋（8）上。3.根据权利要求2所述的相控阵雷达天线，其特征在于：所述第一辐射单元组件或第二辐射单元组件包括射频模块（1301）、天线辐射单元（1302）、安装板（1303），所述射频模块（1301）与天线辐射单元（1302）电连接并设置在安装板（1303）上，所述安装板（1303）设置有横向、纵向限位凸台。4.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线，其特征在于：所述丝杆滑块左旋（7）与丝杆滑块右旋（8）底面两侧设置有限位凸台，上面中间槽口内设置有横向、纵向限位槽，上面两侧设置有限位压块（702）。5.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线，其特征在于：所述丝杆模组b（4）的数量为n（n≥1）。6.根据权利要求1所述的相控阵雷达天线，其特征在于：所述丝杆模组a（3）与丝杆模组b（4）的转向、速率相同。

技术总结
本发明提供了一种相控阵雷达天线，涉及卫星通信雷达技术领域。该相控阵雷达天线主要包括设置在安装底板上的丝杆模组A、丝杆模组B、控制电路板、支撑框架，电机设置在丝杆模组A上，左旋丝杆滑块与右旋丝杆滑块成对设置在丝杆模组A与丝杆模组B上，辐射组件设置在左旋丝杆滑块与右旋丝杆滑块上，传动齿轮设置在丝杆模组之间，齿轮罩设置在传动齿轮上，散热风扇设置在支撑框架内侧，天线罩设置在支撑框架上。该相控阵雷达天线不仅能够解决相控阵天线频率范围难以扩展和口面效率低的问题，又能够有效地解决雷达天线内部高功耗组件的散热问题，还提高了天线连续正常运行的可靠性。还提高了天线连续正常运行的可靠性。还提高了天线连续正常运行的可靠性。


技术研发人员：杨龙兵
受保护的技术使用者：杨东升
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/24