專利名稱：高精度氣象觀測天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域中的一種高精度氣象觀測天線裝置，特別適用于作氣象雷達(dá)天線裝置。
背景技術(shù)：
中國專利號為01270109、2、《高性能天氣雷達(dá)天線伺服裝置》專利中公開了一種氣象雷達(dá)天線，這種雷達(dá)天線性能上雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是隨著對氣象雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，特別對中等口徑天線性能要求也不斷提高，當(dāng)天線工作在較高頻率時(shí)，要實(shí)現(xiàn)低旁瓣、大功率，則要求天線精度更高。同時(shí)雷達(dá)掃描的快速和捕捉目標(biāo)的準(zhǔn)確性，則要求天線伺服驅(qū)動系統(tǒng)精度更精確，另外天線模塊化、便于維護(hù)更換對天線結(jié)構(gòu)也要求更高，鑒于上述各項(xiàng)要求，一般氣象雷達(dá)天線其性能已滿足不了氣象雷達(dá)性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種天線加工精度更高、伺服控制系統(tǒng)更精確的高精度氣象觀測天線裝置，且本實(shí)用新型還具有體積小，重量輕，性能好，安裝調(diào)整維護(hù)方便等特點(diǎn)。
本實(shí)用新型所要解決的問題由下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)它包括饋源1、第一波導(dǎo)2、饋源支桿3、扇形板4、第二波導(dǎo)5、背架支桿6、中心支架7、俯仰支臂8、俯仰齒輪軸承9、方位行星減速器10、方位電機(jī)11、匯流環(huán)12、俯仰箱體13、上段圓筒14、下段圓筒15、方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16、方位齒輪軸承17、俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)18、方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19、方位箱體20、俯仰行星減速器21、俯仰電機(jī)22，其中第一波導(dǎo)2一端口與饋源1入端口用緊固件固定連接、另一端口與第二波導(dǎo)5一端口用緊固件固定連接，第二波導(dǎo)5另一端口通過俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、波導(dǎo)管連接后再與方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16固定連接，方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16用螺栓固定在上段圓筒14底板上，第一波導(dǎo)2下端波導(dǎo)管用緊固件固定在扇形板4上端面上、饋源支桿3上端用緊固件與饋源1連接、下端用緊固件固定在扇形板4上端面上支撐饋源1，扇形板4上端部背面環(huán)向筋梁用緊固件相互連接、下端部用緊固件固定與中心支架7上法蘭連接構(gòu)成反射面結(jié)構(gòu)，扇形板4背面縱向筋梁用緊固件與背架支桿6一端固定連接，背架支桿6下端用緊固件與中心支架7下法蘭固定連接支撐扇形板4，中心支架7下法蘭用緊固件與俯仰支臂8固定連接，俯仰箱體13兩側(cè)壁固定俯仰齒輪軸承9，俯仰齒輪軸承9軸上固定安裝在俯仰中支臂8，俯仰行星減速器21輸出齒輪與俯仰齒輪軸承9的齒輪嚙合連接，俯仰電機(jī)22軸與俯仰行星減速器21輸入軸連接，俯仰行星減速器21、俯仰電機(jī)22用螺栓安裝在俯仰箱體13內(nèi)，俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)18一端用緊固件固定在俯仰箱體13上、另一端與俯仰行星減速器21固定連接，俯仰箱體13底部通過轉(zhuǎn)臺用螺栓固定在方位齒輪軸承17軸端上，方位齒輪軸承17安裝在方位箱體20上，方位電機(jī)11軸與方位行星減速器10輸入軸連接，方位行星減速器10輸出齒輪與方位齒輪軸承17的齒輪嚙合連接，方位行星減速器10、方位電機(jī)11用螺栓固定在上段圓筒14內(nèi)，方位箱體20用螺栓固定在上段圓筒14上，方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19一端用螺栓固定在方位箱體20上、另一端與方位行星減速器10固定連接，上段圓筒14下端用螺栓與下段圓筒15固定連接，匯流環(huán)12為空腔結(jié)構(gòu)，兩端安裝軸承，外殼用螺栓固定在上段圓筒14支架上。
本實(shí)用新型扇形板4背面縱向筋梁加工成工字形背筋23結(jié)構(gòu)，工字形背筋23鉚裝在扇形板4背面，工字形背筋23腹板上加工橫向定位孔24結(jié)構(gòu)，背架支桿6用螺栓通過橫向定位孔24與工字形背筋23固定連接。
本實(shí)用新型方位行星減速器10或俯仰行星減速器21加工成小偏心安裝結(jié)構(gòu)，方位行星減速器10或俯仰行星減速器21輸出齒輪與方位齒輪軸承17或俯仰齒輪軸承9的齒輪嚙合齒隙通過方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19或俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)18調(diào)整。
本實(shí)用新型饋源1采用大口徑90°平面波紋喇叭制作。
本實(shí)用新型相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型扇形板4背面采用工字形背筋23和橫向定位孔24結(jié)構(gòu)，減少了筋梁數(shù)量，提高了天線加工裝配精度，減輕了天線重量。
2、本實(shí)用新型方位俯仰行星減速器10、21采用了小偏心行星減速器，實(shí)現(xiàn)了體積小，重量輕，安裝調(diào)整方便等特點(diǎn)，提高了傳動效率。
3、本實(shí)用新型采用了方位、俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19、18結(jié)構(gòu)，提高了伺服控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)精度及準(zhǔn)確性，饋源1采用大口徑90°平面波紋嗽叭部件，使整個(gè)天線性能指標(biāo)有很大的提高，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)天線的高精度。


圖1是本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型扇形板4連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1、圖2，本實(shí)用新型它由饋源1、第一及第二波導(dǎo)2、5、饋源支桿3、扇形板4、背架支桿6、中心支架7、俯仰支臂8、方位及俯仰齒輪軸承9、17、方位及俯仰電機(jī)11、22、匯流環(huán)12、方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16、方位及俯仰箱體20、13、上段及下段圓筒14、15、方位及俯仰行星減速器10、21、方位及俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19、18構(gòu)成。其中第一波導(dǎo)2一端口與饋源1入端口用螺栓固定連接、另一端口與第二波導(dǎo)5一端口用螺栓固定連接，第二波導(dǎo)5另一端口通過俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、波導(dǎo)管連接后再與方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16連接，方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16用螺栓固定在上段圓筒14底板上，第一、第二波導(dǎo)2、5及波導(dǎo)管作用是傳輸電磁波信號，實(shí)施例均采用BJ58型標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)制作。方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16及俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)作用是使連接波導(dǎo)能作方位、俯仰轉(zhuǎn)動，實(shí)施例采用市售通用的波導(dǎo)方位俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部件制作，第一波導(dǎo)2下端波導(dǎo)管用緊固件固定在扇形板4上端面上，使波導(dǎo)管作支撐饋源及固定。
本實(shí)用新型饋源1通過三根饋源支桿3支撐固定，使饋源1嗽叭口與扇形板4反射面相對安裝，三根饋源支桿3下端用螺栓固定在扇形板4上端面上，實(shí)施例三根饋源支桿3其中一根采用第一波導(dǎo)2替用，其余兩根采用與波導(dǎo)同樣材料的鋁管制作。饋源1采用大口徑90°平面波喇叭制作，口面直徑為一個(gè)波長，其優(yōu)點(diǎn)是喇叭對主面邊緣照射電平可達(dá)小于-15dB，第一旁瓣可達(dá)小于-29dB，提高了天線性能，實(shí)施例采用銅材料自制加工而成。
本實(shí)用新型扇形板4上端部背面環(huán)向筋梁用螺栓相互連接、下端部用螺栓固定在中心支架7上法蘭板上構(gòu)成反射面結(jié)構(gòu)，實(shí)施例由12塊扇形板4拼裝后構(gòu)成反射面，每塊扇形板4采用2毫米厚的鋁板在模胎上拉伸成型而成。扇形板4背面環(huán)向筋梁采用市售截面為80×30×3毫米的Z型鋁材加工成Z型筋梁相互連接，背面縱向筋梁加工成工字形背筋23結(jié)構(gòu)，工字形背筋23鉚裝在扇形板4背面，其腹段上加工橫向定位孔24結(jié)構(gòu)，背架支桿6上端用螺栓與橫向定位孔24固定連接、其下端用螺栓固定在中心支架7下法蘭板上，實(shí)施例采用12根背架支桿6支撐12塊扇形板4，橫向定位孔24的加工是在12塊扇形板4拼裝過程中經(jīng)儀器測量定位后完成的，消除了工字形背筋23外形尺寸的加工誤差，因此天線安裝精度高。工字形背筋強(qiáng)度大，減少了背筋數(shù)量，減輕了天線重量，背架支桿6采用截面為60×40mm的矩形鋼管加工成，工字型背筋23采用截面為工字形鋁型材加工而成，中心支架7采用直徑為289毫米的鋼管與鋼板、角鋼焊接加工而成，中心支架7下法蘭用螺栓與俯仰支臂8固定連接。
本實(shí)用新型俯仰箱體13兩側(cè)壁中心加工止口結(jié)構(gòu)，用于固定安裝俯仰齒輪軸承9，俯仰齒輪軸承9軸上固定安裝俯仰支臂8，俯仰行星減速器21的輸出齒輪與俯仰齒輪軸承9的齒輪嚙合連接，俯仰行星減速器21的輸入軸與俯仰電機(jī)22軸連接，俯仰電機(jī)22軸轉(zhuǎn)動經(jīng)俯仰行星減速器21變速后帶動俯仰齒輪軸承9的軸轉(zhuǎn)動，從而使俯仰支臂8作俯仰運(yùn)動。俯仰行星減速器21、俯仰電機(jī)22安裝在俯仰箱體13內(nèi)，俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)18一端用螺栓固定在俯仰箱體13上、另一端與俯仰行星減速器21固定連接，俯仰行星減速器21加工成小偏心安裝結(jié)構(gòu)，使俯仰行星減速器21輸出齒輪與俯仰齒輪軸承9的齒輪嚙合齒隙能夠通過俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)1 8進(jìn)行調(diào)整，提高了嚙合性和齒輪互換性，使俯仰精度調(diào)整更精確。俯仰箱體13底部通過轉(zhuǎn)臺用螺栓固定在方位齒輪軸承17軸端上，方位齒輪軸承17用緊固件固定安裝在方位箱體20上下箱體上，方位行星減速器10輸出齒輪與方位齒輪軸承17的齒輪嚙合連接，方位行星減速器10的輸入軸與方位電機(jī)11軸連接，方位電機(jī)11軸轉(zhuǎn)動經(jīng)方位行星減速器10變速后帶動方位齒輪軸承17的軸轉(zhuǎn)動，從而使其軸端上轉(zhuǎn)動平臺轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)天線作方位運(yùn)動。方位箱體20底部用螺栓固定在上段圓筒14上，方位行星減速器10、方位電機(jī)11用螺栓固定在上段圓筒14內(nèi)，方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19一端用螺栓固定在方位箱體20上、另一端與方位行星減速器10固定連接，方位行星減速器10加工成小偏心安裝結(jié)構(gòu)，使方位行星減速器10輸出齒輪與方位齒輪軸承17的齒輪嚙合有3毫米齒隙，由方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19進(jìn)行調(diào)整嚙合之間齒隙距離尺寸，提高了嚙合性和齒輪互換性，使方位精度調(diào)整更精確。上段圓筒14用螺栓固定在下段圓筒15上，實(shí)施例方位箱體20采用鑄鐵材料機(jī)加工而成，俯仰箱體13、俯仰支臂8采用鋼板材料焊接加工而成，俯仰支臂8后端還安裝配重鋼板。方位俯仰齒輪軸承17、9均采用市售軸承制作。方位俯仰行星減速器10、21均采用市售NGW型行星減速器制作。方位俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)19、18采鋼板及鋼棒材料自制加工而成。方位俯仰電機(jī)11、22均采用市售通用的伺服電機(jī)制作。上段下段圓筒14、15均采用鋼板材料焊接加工而成。
本實(shí)用新型匯流環(huán)12為空腔結(jié)構(gòu)，兩端安裝軸承，外殼用螺栓固定在上段圓筒14支架上，中心的空腔可使傳輸波導(dǎo)管穿過后與方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)16連接，俯仰電機(jī)22、及俯仰同步限位等連接線路通過匯流環(huán)12實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動接觸連接導(dǎo)電，實(shí)施例匯流環(huán)22采用市售通用匯流環(huán)部件制作。
本實(shí)用新型簡要工作原理如下天線工作時(shí)，外接的伺服控制器向方位俯仰電機(jī)11、22發(fā)送驅(qū)動指令，使天線產(chǎn)生方位和俯仰運(yùn)動，天線同時(shí)發(fā)射和接收電信號。發(fā)射時(shí)，外接的發(fā)射機(jī)的高放將電信號轉(zhuǎn)化為電磁波信號，通過第一、二波導(dǎo)2、5傳輸給饋源1，饋源1將電磁波發(fā)射到反射面上，反射面發(fā)射出的電磁波方向與天線指向目標(biāo)一致，隨天線的方位俯仰轉(zhuǎn)動而變化。接收是發(fā)射的逆向過程，接收到的電磁波信號經(jīng)外接的接收機(jī)轉(zhuǎn)化為電信號，實(shí)現(xiàn)電信號的發(fā)射接收過程。
權(quán)利要求1.一種高精度氣象觀測天線裝置，它包括第一波導(dǎo)(2)、饋源支桿(3)、第二波導(dǎo)(5)、背架支桿(6)、中心支架(7)、俯仰支臂(8)、俯仰齒輪軸承(9)、方位電機(jī)(11)、匯流環(huán)(12)、俯仰箱體(13)、上段圓筒(14)、下段圓筒(15)、方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(16)、方位齒輪軸承(17)、方位箱體(20)、俯仰電機(jī)(22)，其特征在于還包括饋源(1)、扇形板(4)、方位行星減速器(10)、俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(18)、方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(19)、俯仰行星減速器(21)，其中第一波導(dǎo)(2)一端口與饋源(1)入端口用緊固件固定連接、另一端口與第二波導(dǎo)(5)一端口用緊固件固定連接，第二波導(dǎo)(5)另一端口通過俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、波導(dǎo)管連接后再與方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(16)固定連接，方位旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(16)用螺栓固定在上段圓筒(14)底板上，第一波導(dǎo)(2)下端波導(dǎo)管用緊固件固定在扇形板(4)上端面上、饋源支桿(3)上端用緊固件與饋源(1)連接、下端用緊固件固定在扇形板(4)上端面上支撐饋源(1)，扇形板(4)上端部背面環(huán)向筋梁用緊固件相互連接、下端部用緊固件固定與中心支架(7)上法蘭連接構(gòu)成反射面結(jié)構(gòu)，扇形板(4)背面縱向筋梁用緊固件與背架支桿(6)一端固定連接，背架支桿(6)下端用緊固件與中心支架(7)下法蘭固定連接支撐扇形板(4)，中心支架(7)下法蘭用緊固件與俯仰支臂(8)固定連接，俯仰箱體(13)兩側(cè)壁固定俯仰齒輪軸承(9)，俯仰齒輪軸承(9)軸上固定安裝在俯仰中支臂(8)，俯仰行星減速器(21)輸出齒輪與俯仰齒輪軸承(9)的齒輪嚙合連接，俯仰電機(jī)(22)軸與俯仰行星減速器(21)輸入軸連接，俯仰行星減速器(21)、俯仰電機(jī)(22)用螺栓安裝在俯仰箱體(13)內(nèi)，俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(18)一端用緊固件固定在俯仰箱體(13)上、另一端與俯仰行星減速器(21)固定連接，俯仰箱體(13)底部通過轉(zhuǎn)臺用螺栓固定在方位齒輪軸承(17)軸端上，方位齒輪軸承(17)安裝在方位箱體(20)上，方位電機(jī)(11)軸與方位行星減速器(10)輸入軸連接，方位行星減速器(10)輸出齒輪與方位齒輪軸承(17)的齒輪嚙合連接，方位行星減速器(10)、方位電機(jī)(11)用螺栓固定在上段圓筒(14)內(nèi)，方位箱體(20)用螺栓固定在上段圓筒(14)上，方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(19)一端用螺栓固定在方位箱體(20)上、另一端與方位行星減速器(10)固定連接，上段圓筒(14)下端用螺栓與下段圓筒(15)固定連接，匯流環(huán)(12)為空腔結(jié)構(gòu)，兩端安裝軸承，外殼用螺栓固定在上段圓筒(14)支架上。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度氣象觀測天線裝置，其特征在于扇形板(4)背面縱向筋梁加工成工字形背筋(23)結(jié)構(gòu)，工字形背筋(23)鉚裝在扇形板(4)背面，工字形背筋(23)腹板上加工橫向定位孔(24)結(jié)構(gòu)，背架支桿(6)用螺栓通過橫向定位孔(24)與工字形背筋(23)固定連接。
3根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度氣象觀測天線裝置，其特征在于方位行星減速器(10)或俯仰行星減速器(21)加工成小偏心安裝結(jié)構(gòu)，方位行星減速器(10)或俯仰行星減速器(21)輸出齒輪與方位齒輪軸承(17)或俯仰齒輪軸承(9)的齒輪嚙合齒隙通過方位齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(19)或俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)(18)調(diào)整。
4根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度氣象觀測天線裝置，其特征在于饋源(1)采用大口徑90°平面波紋喇叭制作。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度氣象觀測天線裝置，它涉及通信領(lǐng)域中的一種氣象雷達(dá)天線。它由饋源、扇形板、支架、波導(dǎo)、支臂、方位俯仰齒輪軸承、方位俯仰行星減速器、方位俯仰電機(jī)、方位俯仰箱體、方位俯仰齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)、上下段圓筒、匯流環(huán)等部件組成。它采用扇形板背面筋梁的橫向定位孔結(jié)構(gòu)，行星減速器的小偏心安裝結(jié)構(gòu)及齒隙調(diào)整機(jī)構(gòu)等設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)天線加工的高精度和伺服控制更精確。且本實(shí)用新型還具有體積小，重量輕，性能好，安裝調(diào)整維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用作高精度的氣象雷達(dá)天線裝置。
文檔編號H01Q3/08GK2733624SQ20042001642
公開日2005年10月12日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者許德森, 師民祥, 張文靜, 鄭元鵬, 萬澤, 田哲民, 梁贊明, 李梅素, 隋文海, 秦順友, 王建宅, 喬建江, 王宇哲, 吳建明, 趙均紅, 張波 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所