一种大型相控阵雷达天线框架结构及制造方法

摘要

本发明涉及一种大型相控阵雷达天线框架结构及制造方法，由铸造框，多根工字形铝梁，连接角件，左纵梁，右纵梁，上横梁，下横梁，四角接头，波导支撑条，蒙皮，支撑板等铆接而成。在框架上安装有128根长约3米的裂缝波导以及雷达其它分系统。该框架解决了大型相控阵雷达天线精度难于保证的瓶颈，在相同重量的情况下，刚性提高了20%～30%左右，而且成本较低，外形美观，裂缝波导表面粘贴高温压敏胶带后，整个天线的环境适应性大大增强。大型相控阵雷达天线设计及制造技术已成功应用于某重点军用雷达中，同时该技术也将应用于某外贸雷达中，预计未来将带来更大的经济效益、军事效益和社会效益，并具有更加广阔的应用前景。

权利要求

1.一种大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于包括铸造方框(1)，多根新型工字铝梁(2)，连接角件(3)，左纵梁(4)，右纵梁(5)，上横梁(6)，下横梁(7)，四角接头(8)，波导支撑条(9)，蒙皮(10)，支撑板(11)；两个铸造方框中间及下面两边沿水平方向共铆接多根工字铝梁(2)，水平方向的工字铝梁中间沿竖直方向又通过连接角件(3)铆接多根工字铝梁(2)，左纵梁(4)、右纵梁(5)、上横梁(6)、下横梁(7)，通过四角接头(8)构成框架的外框，同时又通过连接角件(3)与工字铝梁(2)铆接在一起；在框架的正面铆接波导支撑条(9)，背面则铆接蒙皮(10)，蒙皮(10)的背面再铆接支撑板(11)。

2.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述左纵梁(4)、右纵梁(5)、上横梁(6)和下横梁(7)各梁之间分别留有0.5毫米的间隙。

3.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述工字铝梁,其翼板宽度为70毫米，翼板厚度为6毫米，腹板高度为148毫米，腹板厚度为5毫米，材料为2A12，热处理状态为T4。

4.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述左纵梁(4)、右纵梁(5)、上横梁(6)和下横梁(7)的材料为2024，热处理状态为T351，双面铣削。

5.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述四角接头(8)采用铸铝205A，热处理状态为T6。

6.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述蒙皮的材料为2A12，热处理状态为T4，厚度为1mm。

7.根据权利要求1所述大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于：所述支撑板(11)的材料为7A04，热处理状态为H112。

8.一种权利要求1～6所述任一项大型相控阵雷达天线框架结构的制造方法，其特征在于：所有零件加工完成后铆接成型，铆接完成后外形找正，再对支撑板(11)进行铣削加工，加工余量为2毫米，以支撑板(11)的加工平面为基准，对波导支撑条(9)进行铣削加工,加工余量为2毫米。

说明书

一种大型相控阵雷达天线框架结构及制造方法

技术领域

[0001] 本发明属于雷达工程领域，涉及一种体积大，重量大，刚性要求高，集成度高的相控阵雷达天线框架结构及制造方法。

背景技术

[0002] 相控阵雷达天线框架，不仅是天线的安装基础，也是雷达其它分系统的安装基础。其特点是体积大，重量大，热耗大，刚性要求高，系统集成度高。作为雷达重要的基础结构，天线框架结构设计是整个雷达系统结构设计的重要内容之一，其设计质量的好坏直接影响到雷达的质量，大型天线框架结构设计越来越成为影响相控阵雷达技术战术指标的重要环节。

[0003] 现有焊接或铆接框架易变形，精度低,不宜于批量生产。

发明内容

[0004] 要解决的技术问题

[0005] 为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大型相控阵雷达天线框架结构及制造方法，解决现有焊接或铆接框架易变形，精度低,不宜于批量生产的问题，可以应用于大型复杂的相控阵雷达天线结构设计中。

[0006] 技术方案

[0007] 一种大型相控阵雷达天线框架结构，其特征在于包括铸造方框1，多根新型工字铝梁2，连接角件3，左纵梁4，右纵梁5，上横梁6，下横梁7，四角接头8，波导支撑条9，蒙皮10，支撑板11；两个铸造方框中间及两下两边沿水平方向共铆接多根工字铝梁2,水平方向的工字铝梁中间沿竖直方向又通过连接角件3铆接多根工字铝梁2，左纵梁4、右纵梁5、上横梁6、下横梁7，通过四角接头8构成框架的外框，同时又通过连接角件3与工字铝梁2铆接在一起；在框架的正面铆接波导支撑条9，背面 则铆接蒙皮10,蒙皮10的背面再铆接支撑板11。

[0008] 所述左纵梁4、右纵梁5、上横梁6和下横梁7之间留有0.5毫米的间隙。

[0009] 所述工字形铝型材,其翼板宽度为70毫米，厚度为6毫米，腹板高度为148毫米，厚度为5毫米，材料为2A12，热处理状态为T4。

[0010] 所述左纵梁4、右纵梁5、上横梁6和下横梁7的材料为2024，热处理状态为T351，双面铣削。

[0011] 所述四角接头8采用铸铝205A，热处理状态为T6。

[0012] 所述蒙皮的材料为2A12，热处理状态为T4，厚度为1mm。

[0013] 所述支撑板11的材料为7A04，热处理状态为H112。

[0014] 一种所述大型相控阵雷达天线框架结构的制造方法，其特征在于：所有零件加工完成后铆接成型，铆接完成后外形找正，再对支撑板11进行铣削加工，加工余量为2毫米，以支撑板11的加工平面为基准，对波导支撑条9进行铣削加工,加工余量为2毫米。

[0015] 有益效果

[0016] 本发明提出的一种大型相控阵雷达天线框架结构及制造方法，由铸造框，多根工字形铝梁，连接角件，左纵梁，右纵梁，上横梁，下横梁，四角接头，波导支撑条，蒙皮，支撑板等铆接而成。在框架上安装有128根长约3米的裂缝波导以及雷达其它分系统。

[0017] 该天线框架采用“铸造方框+铝型材+预拉伸板铣削边框+铸造角件+大蒙皮”的形式铆接成形，对于工字形铝型材的设计采用了参数优化设计；制造过程中采用了刚性平台无应力铆接技术，工艺过程为“零件+铆接+二次加工”；裂缝波导表面粘贴高温压敏胶带，大大提高了天线的环境适应性。

[0018] 该框架解决了大型相控阵雷达天线精度难于保证的瓶颈。通过试验和比较，框架 与传统框架相比，在相同重量的情况下，刚性提高了20%～30%左右，而且成本较低，外形美观，裂缝波导表面粘贴高温压敏胶带后，整个天线的环境适应性大大增强。大型相控阵雷达天线设计及制造技术已成功应用于于某重点军用雷达中，同时该技术也将应用于某外贸雷达中，预计未来将带来更大的经济效益、军事效益和社会效益，并具有更加广阔的应用前景。

[0019] 与传统框架相比，本发明的创新点在于：

[0020] 1.该天线框架采用“铸造方框+铝型材+预拉伸板铣削边框+铸造角件+大蒙皮”的形式铆接成形，对于工字形铝型材的设计采用了参数优化设计，相对于传统铆接框架而言，刚性好，精度高；

[0021] 2.制造过程中采用了刚性平台无应力铆接，工艺过程为“零件+铆接+二次加工”；

[0022] 3.裂缝波导表面粘贴高温压敏胶带，大大提高了天线的环境适应性。

附图说明

[0023] 图1为框架正面图

[0024] 图2为框架背面图

[0025] 图3为框架铆接示意图

具体实施方式

[0026] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

[0027] 实施例的结构包括铸造方框1，多根新型工字铝梁2，连接角件3，左纵梁4，右纵梁5，上横梁6，下横梁7，四角接头8，波导支撑条9，蒙皮10，支撑板11；两个铸造方框中间及两下两边沿水平方向共铆接多根工字铝梁2,水平方向的工字铝梁中间沿竖直方向又通过连接角件3铆接多根工字铝梁2，左纵梁4、右纵梁5、上横梁6、下横梁7，通过四角接头8构成框架的外框，同时又通过连接角件3与工字铝梁2铆接在一起；在框架的正面铆接波导支撑条9，背面则铆接蒙皮10,蒙皮10的背面再铆 接支撑板11。

[0028] 参见图1，铸造方框（1）为整个框架的受力中心,采用ZL205A铸造成形，进行铣削加工，精度高，刚性好，相对于铆接方框而言，可以大大提高整个大框架的刚性，特别是抗扭刚性。多根工字形铝型材2为定制铝型材，是根据负载大小，以腹板的高度,厚度及翼板的厚度，宽度为参数，进行优化设计而得,具体结构参数见图3，其材料为2A12，热处理状态为T4,具体尺寸如图3所示，为了避免误差，工字形铝型材采用连接角件3连接，纵横型材之间留有0.5毫米的间隙，可在铆接时进行调节，值得说明的是大量的连接角件由以往的铝块铣削加工，改为ZL101A铸造成形，可有效降低成本，利于批量生产。而所有的铝型材在铆接前均需进行人工校形，以满足图纸要求。

[0029] 整个框架的外围由左纵梁4，右纵梁5，上横梁6，下横梁7及四个四角接头8组成，其中纵梁及横梁采用铝板铣削成形，采用普通硬铝板，存在严重变形，报废的几率很高。为了有效防止铣削变形，在该设计中采用预拉伸板进行加工，其材料为2024,热处理状态为T351，同时横梁及纵梁两面交替进行铣削加工，可有效控制零件的变形。四角接头则采用铸铝205A铸造而成，热处理状态为T6。为了保证波导安装基准面的平面度，在安装波导的型材上铆接波导支撑条9，根据需要，在铆接完成后，对波导支撑条进行铣削加工，根据工程经验，可以留2毫米的加工余量。

[0030] 参见图2，框架背面铆接有一张大蒙皮10,可大大提高框架的刚性，蒙皮为2A12T4,为了减轻重量，厚度选用1mm，蒙皮背面铆接有支撑框11,材料为7A04H112，在铆接完成后，对支撑框的安装平面进行铣削加工，该平面也应留2毫米加工余量，同时以框架的安装面为基准，对上述波导支撑条进行铣削加工，可有效保证波导的安装精度及波导安装面相对于框架安装面的平行度，从而保证天线阵面精度。

[0031] 该框架解决了大型相控阵雷达天线精度难于保证的瓶颈。通过试验和比较，新型框架与传统框架相比，在相同重量的情况下，刚性提高了20%～30%左右，而且成本较低，外形美观，适合于批量生产。

[0032] 大型相控阵雷达天线设计及制造技术已成功应用于于某重点军用雷达中，经受住 了该雷达安装平台即履带式装甲车的振动冲击考验。同时该技术也将应用于某外贸雷达中，预计未来将带来更大的经济效益、军事效益和社会效益，并具有更加广阔的应用前景。