对地面雷达快速架设技术的探讨.doc

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    摘  要：分析说明了影响地面雷达快速架设的主要因素，并结合该雷达的有关设计，论述了解决的方法和依据。
?  关键词：地面雷达；快速架设
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    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。?
　
1影响快速架设的因素?

地面雷达基本组成主要包括天馈单元、电子设备方舱单元、电站方舱单元这三大部分。整机架设的主要工作内容是拼装天线、确定天馈相位关系、天馈单元的调平与正北的标定、装卸方舱、连接各单元之间的波导电缆等。因此认为影响地面雷达整机架设的主要因素有：天线的拼装、天馈相位关系的确立、调平与标定正北、方舱的装卸、车外波导电缆的连接这五大因素。
2解决方法
    下面将结合该雷达的有关设计，具体阐述解决的方法和依据。?
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。分块的主要依据是：①保证天线的所有性能指标；②分块后运输不超限，能满足多种运输的需要；③方便架设和运输固定。该雷达天线正投影为8000mm×4063mm的椭圆，本着上述原则，将天线沿长轴方向分成五块，中块宽2400mm，两次边块各宽1200mm，两边块各宽1600mm，分块示意图如图1所示。
　

    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σrms≤0.1mm，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，见图2。?


    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帮助。?
    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[HJ]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。图3(a)为对接（工作）状态图，图3(b)为折叠（运输）状态图。
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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
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    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。??
　

1叶尚辉, 李在贵. 天线结构设计. 西安：西北电讯工程学院出版社, 1986
2龚振邦, 陈守春. 伺服机械传动装置. 北京：国防工业出版社, 1980
3[黄锡恺, 郑文纬. 机械原理. 北京：高等教育出版社, 1981

地面雷达的快速架设技术对缩短部署时间、快速转入战斗状态非常重要！