一种空管一次雷达用谐波滤波器

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一种空管一次雷达用谐波滤波器
申请号	CN201911041961.6	申请日	2019-10-30	公开(公告)号	CN110850374A	公开(公告)日	2020-02-28
申请人	安徽四创电子股份有限公司;			发明人	周雷; 包淑华;
摘要	本发明属于空管雷达技术领域，具体涉及一种空管一次雷达用谐波滤波器。本发明包括中间管，中间管的两个端板处分别开设进口孔及出口孔；中间管的各侧板处贯穿开设有耦合孔，上侧板及下侧板处耦合孔为一行以形成单行集成耦合板，左侧板及右侧板处耦合孔为两行以形成双行集成耦合板；本发明还包括单行分支波导以及双行分支波导；各分支波导与中间管间共同形成“十”字状构造；本谐波滤波器还包括吸波负载针；每根吸波负载针与每组耦合孔形成孔针一一对应关系。本发明在保证初始使用功能的前提下，简化了谐波滤波器结构，降低了加工成本，加工周期可得到显著缩短，能满足工业批量化生产需求。
权利要求	1.一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：本谐波滤波器包括外形呈长方体状的中间管(10)，中间管(10)的两个端板处分别开设连通发射机设备输出口孔的进口孔及连通四端环形器输入口的出口孔；中间管(10)的各侧板处贯穿开设有耦合孔(11)，耦合孔(11)为腰形孔状且孔型长度方向平行相应侧板的板宽方向，各耦合孔(11)沿所在侧板的板长方向呈单行依序均布，上侧板(10a)及下侧板(10b)处耦合孔(11)为一行以形成单行集成耦合板，左侧板(10c)及右侧板(10d)处耦合孔(11)为两行以形成双行集成耦合板；本谐波滤波器还包括与上侧板(10a)和下侧板(10b)配合的单行分支波导，以及与左侧板(10c)和右侧板(10d)配合的双行分支波导；单行分支波导及双行分支波导外形均呈四方盒体状，且盒口与相应侧板间构成密封式固接配合关系，以使得各分支波导与中间管(10)间共同形成“十”字状构造；横隔板(21)将双行分支波导的盒腔对称的一分为二以便隔离形成并列式的两组单行分支波导，所述横隔板(21)同时构成左侧板(10c)处两行耦合孔(11)和右侧板(10d)处两行耦合孔(11)的对称板；所有单分支波导的盒腔内均通过板面垂直中间管(10)长度方向的纵隔板(23)彼此隔离，从而使所有单分支波导内相邻的两组纵隔板(23)之间区域均形成小波导腔(20a)，且每组小波导腔(20a)均一一对应连通相应侧板处的一组耦合孔(11)；本谐波滤波器还包括布置于小波导腔(20a)内的外形呈四方尖锥状的吸波负载针(22)，所述吸波负载针(22)的锥底面固接于单行分支波导的盒底处，吸波负载针(22)长度方向垂直相应分支波导的盒底且锥尖指向位于小波导腔(20a)端部的耦合孔(11)中心；每根吸波负载针(22)与每组耦合孔(11)间形成孔针一一对应关系。 2.根据权利要求1所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：单行分支波导及双行分支波导的盒口与相应侧板间通过真空钎焊方式来密封固接彼此。 3.根据权利要求1或2所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：分支波导包括构成盒壁的四方管(24)，四方管(24)顶端构成所述盒口，而四方管(24)底端设置底部法兰面；所述分支波导还包括由内而外依序板面贴合设置的用于定位吸波负载针(22)位置的定位板(25)以及盖覆定位板(25)的波导盖板(26)；底部法兰面的孔口处同轴的凹设有环形止口(24a)，定位板(25)与环形止口(24a)间构成止口配合关系，所述定位板(25)处贯穿设置有定位孔(25a)，定位螺钉(27)穿过所述定位孔(25a)并与吸波负载针(22)的锥底面处预留的螺纹孔间构成螺纹紧固配合；波导盖板(26)板面贴合于底部法兰面处且两者间形成螺纹固接配合。 4.根据权利要求3所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：定位板(25)的内侧板面处阵列状的凸设有吻合小波导腔(20a)孔型轮廓的长方凸块(25b)，各长方凸块(25b)对应嵌入小波导腔(20a)腔体内以形成嵌入式的定位配合关系；每组长方凸块上贯穿开设有一组所述定位孔(25a)。 5.根据权利要求4所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：各侧板上的耦合孔(11)每行为90组，且每行耦合孔(11)的首端10组及末端10组孔型长度由内而外逐渐减小，从而在每行耦合孔的阵列两端形成尖角状布局；定位板(25)上每行长方凸块(25b)数目为90组以对应耦合孔(11)数目。 6.根据权利要求5所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：所述定位板(25)由沿中间管(10)的长度方向依序铺设的子板体(25c)首尾衔接拼合形成。 7.根据权利要求3所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：波导盖板(26)与底部法兰面之间填塞有密封两者间隙的密封圈(28)。 8.根据权利要求1或2或3所述的一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：中间管(10)的进口孔及出口孔处均同轴的真空钎焊有安装法兰(12)。
说明书全文	一种空管一次雷达用谐波滤波器技术领域 [0001] 本发明属于空管雷达技术领域，具体涉及一种空管一次雷达用谐波滤波器。背景技术 [0002] 空管一次雷达主要应用于航空管制领域，是调度飞机飞行和保障飞行安全的对空情报雷达，其向空中发射电磁波，并接收目标的散射回波，之后经过雷达信号处理而得到过门限点迹，以满足相应的对空情报勘测需求。谐波滤波器，则是安装在空管一次雷达的发射机设备输出口孔与四端环行器之间的设备，主要用途是用于吸收发射机输出高次谐波，从而达到衰减雷达高次谐波的目的。传统雷达用谐波滤波器结构庞大，因此往往构造较为复杂，不仅加工成本高，加工周期较长，不利于工业批量化生产，同时各结构之间密封效果较差，这显然为露天工作的空管一次雷达的正常使用带来了诸多隐患。发明内容 [0003] 本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的的空管一次雷达用谐波滤波器，其在保证初始使用功能的前提下，简化了谐波滤波器结构，降低了加工成本，加工周期可得到显著缩短，能满足工业批量化生产需求。 [0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案： [0005] 一种空管一次雷达用谐波滤波器，其特征在于：本谐波滤波器包括外形呈长方体状的中间管，中间管的两个端板处分别开设连通发射机设备输出口孔的进口孔及连通四端环形器输入口的出口孔；中间管的各侧板处贯穿开设有耦合孔，耦合孔为腰形孔状且孔型长度方向平行相应侧板的板宽方向，各耦合孔沿所在侧板的板长方向呈单行依序均布，上侧板及下侧板处耦合孔为一行以形成单行集成耦合板，左侧板及右侧板处耦合孔为两行以形成双行集成耦合板； [0006] 本谐波滤波器还包括与上侧板和下侧板配合的单行分支波导，以及与左侧板和右侧板配合的双行分支波导；单行分支波导及双行分支波导外形均呈四方盒体状，且盒口与相应侧板间构成密封式固接配合关系，以使得各分支波导与中间管间共同形成“十”字状构造；横隔板将双行分支波导的盒腔对称的一分为二以便隔离形成并列式的两组单行分支波导，所述横隔板同时构成左侧板处两行耦合孔和右侧板处两行耦合孔的对称板；所有单分支波导的盒腔内均通过板面垂直中间管长度方向的纵隔板彼此隔离，从而使所有单分支波导内相邻的两组纵隔板之间区域均形成小波导腔，且每组小波导腔均一一对应连通相应侧板处的一组耦合孔；本谐波滤波器还包括布置于小波导腔内的外形呈四方尖锥状的吸波负载针，所述吸波负载针的锥底面固接于单行分支波导的盒底处，吸波负载针长度方向垂直相应分支波导的盒底且锥尖指向位于小波导腔端部的耦合孔中心；每根吸波负载针与每组耦合孔间形成孔针一一对应关系。 [0007] 优选的，单行分支波导及双行分支波导的盒口与相应侧板间通过真空钎焊方式来密封固接彼此。 [0008] 优选的，分支波导包括构成盒壁的四方管，四方管顶端构成所述盒口，而四方管底端设置底部法兰面；所述分支波导还包括由内而外依序板面贴合设置的用于定位吸波负载针位置的定位板以及盖覆定位板的波导盖板；底部法兰面的孔口处同轴的凹设有环形止口，定位板与环形止口间构成止口配合关系，所述定位板处贯穿设置有定位孔，定位螺钉穿过所述定位孔并与吸波负载针的锥底面处预留的螺纹孔间构成螺纹紧固配合；波导盖板板面贴合于底部法兰面处且两者间形成螺纹固接配合。 [0009] 优选的，定位板的内侧板面处阵列状的凸设有吻合小波导腔孔型轮廓的长方凸块，各长方凸块对应嵌入小波导腔腔体内以形成嵌入式的定位配合关系；每组长方凸块上贯穿开设有一组所述定位孔。 [0010] 优选的，各侧板上的耦合孔每行为90组，且每行耦合孔的首端10组及末端10组孔型长度由内而外逐渐减小，从而在每行耦合孔的阵列两端形成尖角状布局；定位板上每行长方凸块数目为90组以对应耦合孔数目。 [0011] 优选的，所述定位板由沿中间管的长度方向依序铺设的子板体首尾衔接拼合形成。 [0012] 优选的，波导盖板与底部法兰面之间填塞有密封两者间隙的密封圈。 [0013] 优选的，中间管的进口孔及出口孔处均同轴的真空钎焊有安装法兰。 [0014] 本发明的有益效果在于： [0015] 1)、本发明安装于雷达发射机输出口与四端环行器之间，其主要用于吸收雷达发射机输出高次谐波，因此，本发明抛弃了传统的结构繁冗复杂的大型谐波滤波器结构，以缩减安装空间。具体而言，本发明通过将大型谐波滤波器结构逐层分解为以中间管为主体，以两组双行分支波导及两组单行分支波导来配合中间管形成“十”字装配构造，并在各分支波导内独立划分出带有吸波负载针的小波导腔，最终达到阵列式吸收由中间管侧壁处耦合孔发散而来的高次谐波的目的。一方面，本发明采用波导漏壁吸收式结构，也即在中间管的侧板上加工有一定数量的耦合孔，每个耦合孔分别与对应的分支波导内的相应小波导腔相连，小波导腔的终端均配合有以吸波材料制作的吸波负载针。这些耦合孔、小波导腔及吸波负载针的作用就是将发射传输波导中可能传播的高次谐波加以定向处理后，再通过耦合加以吸收掉，使发射传输波导中的发射信号电磁波以较小的衰减通过，从而达到衰减高次谐波的目的。实践证明，本发明的谐波抑制比达35dB，完美满足了实际需求。而另一方面，通过前述构造，本发明在保有甚至提升对高次谐波的吸收功能的前提下，又极大的简化了传统的大型谐波滤波器结构，并实现了制造工艺的模块化。尤其本发明各部分均可独立制作并后期装配，并通过如真空钎焊固化等方式来实现彼此密封边的可靠密封固接，以达到降低生产加工成本、缩减加工周期的目的，最终克服了现有的大型谐波滤波器无法批量化生产的缺陷，成效显著。附图说明 [0016] 图1为本发明的立体结构示意图； [0017] 图2为去除波导盖板后的本发明的立体结构示意图； [0018] 图3为图2的I部分局部放大图； [0019] 图4为图2的II部分局部放大图； [0020] 图5为本发明的正视图； [0021] 图6为图5的A-A向剖视图的等尺寸放大图； [0022] 图7为图6的III部分局部放大图； [0023] 图8为上侧板的立体结构示意图； [0024] 图9为左侧板的立体结构示意图； [0025] 图10为吸波负载针的立体结构示意图； [0026] 图11及12为子板体的立体结构示意图。 [0027] 本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下： [0028] 10-中间管 [0029] 10a-上侧板 10b-下侧板 10c-左侧板 10d-右侧板 [0030] 11-耦合孔 12-安装法兰 [0031] 20a-小波导腔 [0032] 21-横隔板 22-吸波负载针 23-纵隔板 [0033] 24-四方管 24a-环形止口 [0034] 25-定位板 25a-定位孔 25b-长方凸块 25c-子板体 [0035] 26-波导盖板 27-定位螺钉 28-密封圈具体实施方式 [0036] 为便于理解，此处结合附图对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述。当然，实际使用时，也可酌情考虑将本发明的设计思路延伸至其他的诸如空管二次雷达等雷达用谐波滤波器结构中，此处就不再一一赘述。 [0037] 当本发明具体应用至空管一次雷达时，本发明的实施例结构如图1-12所示，主要包括由中间管10及上下左右侧分布的六组单行分支波导所共同构成的“十”字装配构造。其中，如图5-6所示的，左侧两组单行分支波导彼此并列贴合并共用一组横隔板21，以形成一组双行分支波导；右侧两组单行分支波导并同样彼此并列贴合共用一组横隔板21，以形成另一组双行分支波导。 [0038] 实际针对常用空管一次雷达而言，本发明设计长宽高为740mm×280mm×260mm。而中间管10外形呈如图1-2所示的四方形管体状；中间管10的两端分别布置安装法兰12以接驳相应的外部设备的输入口及输出口，而中间管10的四个侧板则分别通过贯穿耦合孔11而形成集成耦合板。如图8-9所示的，各侧板上的耦合孔11每行为90组，且每行耦合孔11的首端10组及末端10组孔型长度由内而外逐渐减小，从而在每行耦合孔的阵列两端形成尖角状布局。此外，需注意的是，如图6及图8-9所示的，上侧板10a与下侧板10b为单行集成耦合板，以便配合位于中间管10上方及下方的两组单行分支波导；而左侧板10c与右侧板10d为双行集成耦合板，以便配合位于中间管10左侧及右侧的由两组并列紧靠的单行分支波导所配合形成的双行分支波导。 [0039] 而如图2及图4所示的，双行分支波导的四方管24外形为长方体状，四方管24管腔内加工有180个小波导腔20a，即180个由四方管24管壁与两组纵隔板23及一组横隔板21共同围合形成的矩形通孔，对应左侧板10c及右侧板10d处的180组耦合孔11，并呈双行集成排列，并可通过横隔板21划分以形成两组并列的单行分支波导。各双行分支波导的四方管24的顶端可加工定位台阶，再通过如图5所示的台阶配合方式来搭配真空钎焊，来实现一体密封效果；四方管24底端则设置底部法兰面以安装波导盖板26。如图2-3所示的，单行分支波导的四方管24同样外形为长方体，四方管24管腔内加工有90个小波导腔20a，即90个由四方管24管壁与两组纵隔板23共同围合形成的矩形通孔，对应上侧板10a及下侧板10b处的90组耦合孔11，并呈单行集成排列。各单行分支波导的四方管24的顶端可加工定位台阶，并通过如图5所示的台阶配合方式来搭配真空钎焊，来实现一体密封效果；四方管24底端则设置底部法兰面以安装波导盖板26。 [0040] 如图6-7及图10所示，吸波负载针22为吸波材料制成的长度为70mm的四方尖头锥状，装配数目共540组。吸波负载针22的锥体底端面加工有螺钉孔，以便通过定位螺钉27装配于定位板25处。吸波负载针22数目与小波导腔20a的数目一致，以便一一对应的安装于各个小波导腔20a内。安装时，每组吸波负载针22的针尖需笔直指向相应侧板处耦合孔11的中心处，也即吸波负载针22的轴线应当与对应耦合孔11的对称中心线相重合。具体安装时，吸波负载针22的底端通过定位螺钉27如图6-7所示的固定在各定位板25的长方凸块25b上。长方凸块25b处设置如图11-12所示的定位孔25a，以便装配所述定位螺钉27。定位板25为四组，每组定位板25由36件子板体25c首尾衔接配合形成。装配时，通过如图11-12所示的子板体25c处四方凸块25b相对如图2-3所示的小波导腔20a的嵌入式配合，以及子板体25c两肩部相对四方管24底端处的环形止口24a的台阶配合，来保证定位板25的可靠装配目的，以满足吸波负载针22的精确装配需求。而进一步的，如图5所示，各分支波导的四方管24的底部法兰面处还设置有环形沉槽以便装配密封圈28，从而使得波导盖板26在盖覆底部法兰面及定位板25的同时又能和底部法兰面间形成密封式的螺纹固接配合，可以有效防止外界潮气等侵入谐波滤波器结构内引起故障，本发明的工作安全性及可靠性可得到显著提升。 [0041] 对于如图11-12所示的定位板25而言，各定位板25均为矩形平板。其中： [0042] 对于配合左侧板10c及右侧板10d的双行分支波导而言，由于其是由两组单行分支波导共用一组横隔板21而并列拼合而成，因此对应的定位板25尺寸为74.14mm×38mm×2.5mm，定位板25数目共36组；构成所述定位板25的子板体25c参见图11所示，为10组长方凸块25b配合形成，共10个沉头螺孔，双行排列。而用于配合所述双行分支波导的波导盖板26外形尺寸为70.9mm×88mm×3mm，其上加工有32个沉头螺孔并环绕波导盖板26一圈均匀分布，之后通过紧固件安装在上述双行分支波导的底部法兰面处。上述双行分支波导的底部法兰面与相应波导盖板26间填塞密封圈28，以防止外界潮气等侵入谐波滤波器结构内引起故障。 [0043] 相应的，单独布置于中间管10上方及下方的单行分支波导所用的定位板25外形尺寸为38mm×36.04mm×2.5mm，定位板25数目同样为36组。区别在于：构成定位板25的子板体25c为5组长方凸块25b如图11的单行排列构成，且定位板25上加工有5个沉头螺孔以对应5组长方凸块25b。用于配合上述单行分支波导的波导盖板26的外形尺寸为70.9mm×50.9mm×3mm，其上加工有30个沉头螺孔并环绕波导盖板26一圈均匀分布，之后通过紧固件安装在上述单行分支波导的底部法兰面处。位于中间管10上方及下方的单行分支波导的底部法兰面与相应波导盖板26间同样填塞密封圈28，以防止外界潮气等侵入谐波滤波器结构内引起故障。