天线稳定转台系统结构设计技术研究
一种大型阵列天线转台的结构设计
第３７卷第３期２０２０年９月河㊀北㊀省㊀科㊀学㊀院㊀学㊀报J o u r n a l o f t h eH e b e iA c a d e m y o f S c i e n c e s V o l ．３７N o ．３S e p．２０２０收稿日期:２０２０－０５－１６作者简介:王志波(１９８６－),男,硕士,工程师,主要研究方向:天线结构设计．文章编号:１００１－９３８３(２０２０)０３－００３７－０４一种大型阵列天线转台的结构设计王志波,郭向峰,赵望(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄㊀０５００８１)摘㊀要:本文介绍了大型阵列天线转台,采用方位－俯仰的结构形式.其中方位转动采用双电机齿轮传动机构,俯仰转动采用单电机双丝杠传动机构.利用P a t r a n 软件建立转台的网格分析模型,借助N a s t r a n 软件,计算不同姿态转台的谐振频率和结构应力,验证了转台满足各项结构指标要求.关键词:转台;双丝杠;有限元;谐振频率中图分类号:T N ８２;O ２４１．８２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:AS t r u c t u r a l d e s i g no f t h e l a r g e a r r a y an t e n n a t u r n t a b l e W A N GZ h i Ｇb o ,G U OX i a n g Ｇf e n g ,Z H A O W a n g(T h e ５４t hR e s e a r c hI n s t i t u t e o f C E T C ,S h i j i a z h u a n g He b e i ０５００８１,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e sal a r g ea r r a y a n t e n n at u r n t a b l e ,w h i c ha d o pt sa z i m u t ha n d p i t c hs t r u c t u r e ．G e a r d r i v i n g me c h a n i s mof d u a l Ｇm o t o r i s u s e d f o r a z i m u t h r o t a t i o n ,a n d d o u b l e s c r e wd r i v e r o f s i n gl em o t o r i s u s e d f o r p i t c h r o t a t i o n ．B a s e do nP a t r a n s o f t w a r e ,w e e s t a b l i s h t h e f i n i t e e l e m e n tm o d e l ．A n db a s e d o nN a s t r a n s o f t w a r e ,a n a l y z e t h e s t a t i c s o f t u r n t a b l ew i t h d i f f e r e n t a t t i t u d e ．T h es i m u l a t i o nd a t ao f t h e r e s o n a n t f r e q u e n c y an ds t r u c t u r a l s t r e s so f t h e t u r n t a b l e a r e c a l c u l a t e d ,w h i c hv e r i f y t h a t t h e d e s i g no f t h e t u r n t a b l em e e t s t h e s t r u c t u r a l i n Ｇd e x ．K e yw o r d s :T u r n t a b l e ;D o u b l e s c r e wd r i v e r ;F i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s ;R e s o n a n t f r e q u e n c y 天线转台用于实现对大型阵列天线进行连续的方位角和俯仰角调整.而相应的抛物面天线转台结构一般采用单丝杠双支耳驱动,且两支耳的间距无法满足支撑大型阵列天线的要求.作者设计了双丝杠驱动的转台结构,并利用有限元分析技术,对转台结构进行仿真,以保证转台结构满足大型阵列天线的使用要求.文中介绍了大型阵列天线转台采用方位－俯仰(A－E )[１]结构形式来实现大型阵列天线的方位转动和俯仰转动.为保证阵列天线的指向精度,转台采用跨距较大的双丝杠双支耳的支撑形式.最后,利用M S CP a t r a n 和N a s t r a n 分析软件,对转台结构进行整体建模,校核其刚河北省科学院学报２０２０年第３７卷度和强度,以保证转台结构的合理性.１㊀转台结构设计大型阵列天线转台主要由方位机构㊁俯仰机构㊁过渡圆筒㊁方位和俯仰驱动装置㊁方位和俯仰同步装置㊁安全保护装置㊁平台等组成.主要的结构性能指标有:(１)采用方位－俯仰结构形式,方位采用双电机行星齿轮驱动机构,俯仰采用双丝杠驱动机构.(２)转动范围:方位:－１８０ʎ~＋１８０ʎ,俯仰:３５ʎ~９０ʎ.(３)驱动角速度:方位角速度ȡ０．８ʎ/s ;俯仰角速度ȡ０．１６ʎ/s.图１㊀方位机构１．１㊀方位机构结构设计方位机构主要四部分组成,包括方位底座㊁大型转盘轴承㊁方位转台和方位驱动机构.方位底座和方位底座均为钢板焊接加筋腔体结构.底座与下方与钢制圆筒基座通过螺栓联接.大型转盘轴承可以克服阵列天线对转台产生的较大倾覆力矩.方位机构中方位同步装置,实时反馈转台的方位角度,并可限制转台的运动范围.方位机构设计避雷装置和导电环,避雷装置安装在方位转台上,导电环安装在方位底座.避雷线从天线引下,连接到避雷装置,通过避雷装置与导电环的接触,将雷电引至大地.这样解决了避雷线对信号线的干扰问题.方位机构见图１所示.１．２㊀俯仰机构设计俯仰机构由俯仰横梁㊁双丝杠支撑座㊁俯仰圆筒和俯仰支耳等部分组成.俯仰圆筒及俯仰横梁等均采用优质碳素结构钢板焊接成腔体结构.俯仰横梁两侧的俯仰支耳与承载物相连,俯仰支耳采用铸造成型.驱动装置支撑座为钢板焊接件,通过螺栓固定在转盘上.俯仰支耳处设计有俯仰同步装置,实施反馈转台俯仰角度.１．３㊀方位驱动机构设计方位驱动机构是用来驱动天线指向卫星,转台座驱动装置分为方位驱动装置和俯仰驱动装置两部分.输入端留有手动驱动轴,可提供人工驱动功能,以便于调整和维修.图２㊀方位驱动装置方位驱动机构主要由两台电机和行星减速器组成.两台电机通过伺服控制,转台正反向转动时,实现消隙,提高转台的指向精度.方位驱动机构如图２所示.电机的驱动力矩需要抵抗风载荷产生的扭矩M r ,则电机的驱动力矩:M P ＝M r /i a /ηA /k .式中:i :电机轴到方位轴的速比;ηA :驱动机构效率;k :安全系数.１．４㊀俯仰驱动机构设计为了降低承载物变形,保证承载物表面的受力均匀,俯仰驱动机构采用双丝杠驱动形式,８３第３期王志波等:一种大型阵列天线转台的结构设计图３㊀俯仰驱动装置由驱动电机㊁锥齿轮传动箱㊁传动轴㊁末级丝杠传动箱组成.而双驱动装置存在步调不一致的问题.故俯仰驱动机构采用单电机驱动,通过单电机驱动两组传动链,及通过刚性连接实现步调一直.锥齿轮箱解决了电机与丝杠件的轴传递,实现双丝杠较大跨距.锥齿轮传动箱内部齿轮为螺旋齿轮,具有传动平稳㊁重合度大,提高了齿轮的承载能力,有效地降低了噪音.末级丝杠传动箱为蜗轮蜗杆结构,具有机械自锁能力,转台可以在任意位置上安全制动.丝杠为滚珠丝杠,较普通梯形丝杠降低了磨损,大大提高了传动效率,俯仰驱动如图３所示.俯仰驱动电机功率核算:转台俯仰负载力矩为M Z ,力臂为L Z ,丝杠推力为F a ,力臂为L a ,则F a ＝M Z ˑL Z /L a .丝杠输出转矩T a ＝F a ˑP /２/３．１４/η式中:P :滚珠丝杠导程;η:滚珠丝杠驱动效率,一般取０．９.电机输出力矩M ＝T a /i １/i ２/i ３/ηE .式中:i １:蜗杆传动比,单头取４０;i ２:行星减速器减速比;i ３:锥齿轮减速比;ηE 为蜗杆㊁行星和锥齿轮的总效率.根据电机的输出力矩,乘以安全系数,来选择核实的电机.２㊀仿真分析２．１㊀工况为验证转台结构的结构强度,利用P a t a n /N a s t r a n 软件对转台的整体结构进行仿真计算[２].图４㊁图５为转台的９０ʎ收藏状态有限元模型和３５ʎ工作状态有限元模型.图４㊀９０ʎ收藏状态有限元模型图５㊀３５ʎ工作状态有限元模型根据天线工作时的俯仰范围,选取收藏状态㊁工作状态,施加风载荷和重力.２．２㊀分析结果仿真计算中考虑了转台的载荷包括自重载荷和风载荷,其中风载荷[３]分为:９３河北省科学院学报２０２０年第３７卷１０级风速:２８．４m/s;１２级风速:３６．９m/s;１６级风速:５６m/s.风力大小可由下式得出:F＝C F q A式中:C F 为风力系数;q 动压,q＝v２１６;v 风速;A 面板口径面积.２．２㊀分析结果转台谐振频率如表１所示.计算状态在俯仰９０ʎ以及俯仰３５ʎ时各级风正吹的工况下杆应力以及面应力,如表２所示.表１㊀转台的各阶谐振频率俯仰角谐振频率(H z)一阶二阶三阶四阶０ʎ４．４８５．４２６．４１７．２３３５ʎ４．４８５．３４６．１１７．１３９０ʎ４．４８５．３２５．７７．２表２㊀转台不同工况下的应力工况俯仰角９０ʎ俯仰角３５ʎ最大面应力最大杆应力最大面应力最大杆应力１０级风２５．６１２．５９．１６１６．９１２级风３３．８３８１６．１４４１６级风４０．９１０５３３．１１１８２．３㊀分析结论转台结构谐振频率设计合理.转台姿态为俯仰９０ʎ和３５ʎ时,在自重载荷和风速载荷下,结构最大应力分别１０５M P a和１１８M P a,小于材料的许用应力(３４５M P a).转台结构满足设计指标,结构设计合理可行.３㊀结束语对大型阵列天线转台的结构方案进行了详细的介绍,提出了方位机构和俯仰机构的设计方案,分析计算方位和俯仰驱动电机功率,对整体转台结构进行了有限元仿真分析.仿真结果合理,结合工程实际经验,可以指导转台结构的详细设计.本大型平板阵列天线结构设计方案可行,满足项目使用要求,可以指导同类型转台结构的设计.参考文献:[１]㊀吴凤高．天线座结构设计[M]．西安:西安电讯工程学院出版社,１９８６．[２]㊀马爱军,周传月,王旭．P a t r a n和N a s t r a n有限元分析[M]．北京:清华大学出版社,２００５．[３]㊀朱钟淦,叶尚辉．天线结构设计．成都:国防工业出版社,１９９６．０４。
天线稳定转台系统结构设计技术研究_图文(精)
舰船电子对抗 ! 4 ∀((( 年∃天线结构的力学分析在考虑天线的风载荷惯性载荷自重以、、 , 点主力骨架对反射体的支点及其附近的节点除外 % 其位移的绝对值越大 , , 。
与变形前的及多种工况的情况下利用有限单元法对天情况比较变形后的反射面向后倾斜倾斜角∗‘ 一∃ % , 线结构进行了多次力学分析计算 , 。
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根据计算这是由于支撑反射体的主力骨架受。
结果对结构设计作了多次修改目的是在保力变形的缘故 , 由于天线电性能对倾斜角。
∗证天线结构具有足够的强度刚度和固有频率的前提下尽量减轻它的重量所采用的计算模型是把反射体主力骨架和馈源支架作为一个整体结构来考虑的有 ! ∃ #6 、。
、不太敏感可以暂不考虑由于反射面向后倾 , 。
斜而引起的节点位移在这种情况下反射面上所有节点位移的绝对值大大减小位移的均方根值由# 4 , , 该计算模型包含、 # 4 ( 2 1 1 减小到∀ 4 # 4 ∃ 1 1 左右 , 个板壳元个节点、、∃∃个梁单元∀2 、个边 , 节点的最大位移由62∃ 1 1 , 。
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反射体的面板主力骨计算结果表明反射面的变形不 , 架馈源支架和风力平衡板均采用板壳元反射体的背筋映接反射体与主力骨架的∀个 6 ? 大天线结构具有足够的刚度能满足电性能要求 ! ∃ 4 。
形件以及主力骨架上的∀个套筒用于联 ! 。
4 ! 强度 , 接风力平衡板 % 均采用梁单元将天线系统与稳定转台方位轴的安装平面作为刚性约束∃在风正吹的情况下最大应力出现在主力骨架中的背架与座架联接处的图力板 4 Ζ 点参看本天线结构在风正吹时的力学计算模型如图所示。
∀% 。
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根据第四强度理论该点处的相当应 4 , 一! ( ! Π 8 1 1 , 。
背架与座架是通过铝 , ? ≅6 % 焊接在一起的取许用应力 [司一81 1 Δ 。
∃ 2 Π 显然。
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多自由度雷达天线稳定转台系统可能运动空域计算
雷达与对抗
２０ 年 ０６
第 ４期
多 自由度雷 达天线 稳定转 台系统 可能运动空域计 算
吴 国泉
（ 南京船舶雷达研究所 ， 江苏南京 ２００ ） １０３
摘
要： 利用矩阵算法， 对多轴 系、 自由度的一种舰用雷达天线稳定转 台系统 中各子结构的可 多
Ｔ ｅ ｃ ｌｕａｉｎ ｏ ｅ ｐ ｓ ｉｌ ｔ ｎ ｒｎ ｅ ｏ ｅ ｍｕ ｔ ｒ ｅ ｏ ｈ ａｃ ｌｔ ｆｔ ｏ ｓ ｅ ｍｏｉ ａ ｇ ｆｔ ｌ ｆ ｄ ｍ ｏ ｈ ｂ ｏ ｈ ｉｅ
ｓａ ｉ ｚ ｄ ｐａｆｒ ｓ ｓｅ ｏ ｅ ｒ ｄ ｒａ ｔｎ ａ ｔｂｌ ｅ ｌｔ ｍ ｙ ｔｍ ｆｔ ａ ａ ｎ ｅ ｎ ｉ ｏ ｈ
｛ ｝ ｛ ｝ ｛ ｝ ｛ 坐 标系原 点 ０为平 台稳定 中心 ． 、Ａ 、 ８ 、 ｃ｝ ， （ ｌ） 图 ａ 。其相对运动关系为： Ａ 系相对 于 ｛ ｝ ｛｝ ， 系绕 Ｏ ， 横摇轴 ） Ｘ 轴（ 旋转 ａ ｛ ｝ ［ 系相对于 ｛ ｝ ， Ａ 系绕 ｏ 轴 Ｌ
（ 纵摇轴） 旋转 Ｊ ｛ 系相对 于 ｛ ｝ Ｂ ｃ｝ ， 系绕 ０ 轴 （ 方位
０ 。 。简称 ｛：系）在０ 处与｛｝ 。 。 （ ０｝ ， 。 ， 系平行； 纵摇
伺服机构坐标系 ０ ｚ （ ： ∞ ∞ 简称 ｛：系） 在 ０ 处与 ０｝ ， ：
纵摇减速箱 固连 ； 纵摇伺 服机构平动坐标 系 ０ ：
２ 坐标系选择及其相互关系
在分析该系统中各子结构的运动时均将其视为刚 体， 采用与这些刚体 固连 的子坐标 系来研究它们 的运
Ｇｕ ． ｕ ｎ ｏｑ ａ
（ ａｊ ｇＭａ ｎ ｅａ ｓｔ ｅＮ ｎｎ １０ ３ Ｃ ｉ ） Ｎ ｎ ｎ ｒ ｅ ｄｒ ｎｔ ｔ， ａ ｉ ２００ ，ｈ ａ ｉ ｉ Ｒ Ｉ ｉ ｕ ｊｇ ｎ
适用于小暗室的天线测试转台设计
适用于小暗室的天线测试转台设计摘要针对承重臂过长导致的承重臂变形及精度下降问题，提出了结构稳定性、系统可靠性方面做了很大的改进的天线测试转台，具有方位、俯仰电控旋转功能，用于检测卫星导航产品在不同方向上的收发性能。
利用转台的角度变化信息，设计一种改进的自适应滤波器，拥有更高的可靠性和稳定性。
关键词微波暗室；天线测试转台；承重臂; 自适应滤波中图分类号 TH703.5 文献标识码 A 文章编号0 引言导航天线尺寸较小，所用暗室也较小，这样所用测试转台的性能及安装方式将直接影响测试结果的准确性[1]。
本论文中的转台采用蜗轮蜗杆传动方式，实现方位与俯仰方向的电控旋转要求。
通过转台的角度变化信号，设计拥有更高的可靠性和适应性[2]的改进自适应滤波器，引入PID前馈响应，可以较精确地跟踪一般的低频运动目标[3]，使得系统运行精确、稳定。
同时实现了暗室侧壁安装，极大地减小了对测试结果的影响。
1 总体设计1.1 系统组成及整体布局转台主要由机械系统、控制系统组成，转台在系统的控制下作方位旋转、俯仰旋转运动。
为保证转台在各种环境下能够正常工作，选用安川伺服电机作为驱动。
为减少对暗室静区的影响，转台系统大量采用环氧玻璃钢作为结构材料。
转台支架用于辅助对转台的支撑，同时内部放置程控电源及转台控制器。
1.2 方位转台设计方位转台安装在L型臂上，通过安装在L型臂内侧的电机带动蜗轮蜗杆进行驱动。
包括方位转轴、方位轴驱动电机及减速器、传动齿轮、传动杆、蜗轮蜗杆传动机构等。
如图1-1：图 1-1方位驱动示意图1.3 俯仰转台设计俯仰转台安装在转台基座上，由电机驱动俯仰摇臂沿圆弧导轨运动，整体安装外罩。
包括转臂、俯仰中心轴、俯仰轴驱动电机、俯仰轴驱动减速机、辅助支撑弧形导轨、辅助支撑滑块等，其总体布局如图 1‑2所示：图 1-2 俯仰结构示意图2 控制方案的设计转台控制方案采用上位机和下位机模式，由上位机（PC机）发送程控指令到下位机（控制箱）、PID控制和自适应滤波，下位机接受程控指令进行解析，根据指令控制驱动器控制电机运转。
雷达天线稳定平台伺服系统设计与仿真
及正 方 向。
（ ）甲板坐 标系 ０一Ｘｒ ｃ ｒ，Ｏ 一 船艏 艉 １ ＹＺ Ｘｃ 方 向，船艏 为正 ；０Ｙ 一 垂直 甲板 平面 ，向上 为正 ； ｃ Ｏ ， 按 右手法 则 定义 。当无摇 摆时 ，目标 在 甲板 Ｚ 一
差 ，常 采 用 机 械 稳 定 或 电气 稳 定 的方 法 来 隔离 船
Ｄｅ ｉｎ ａ ｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｏ ｄ ｒ ｔｎ ａＳ ａ ｉ ｚ ｄＰ ａｆ ｒ Ｓ ｒ ｏ Ｓ ｓｅ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔ ｎＲａ ａ ｅ ｎ ｔｂ ｌ ｅ ｌｔ ｍ ｅ ｖ ｙ ｔｍ ｏ Ａｎ ｉ ｏ
Ｈ ＵＡＮＧ ａ ｇ ｎ Ｌｉ ｎ ｂｉｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｃｕ ｅ ｙ ｓ ｎ ｆｓ ｉ ｎ ｔｅｍ ｅ ｓｒｍｅ ｔｐｅ ｉｉｎ ｉ ａ ａｙ ｅ ｎ ｔｉ ａ ｅ，ｔｅ ｏ ｅａｉ ｇ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ａ ｓｄ ｂ ｗｉｇ ｏ ｈｐ ｏ ｈ ａｕｅ ｎ ｒ ｃｓｏ ｓ ｎ ｌｚ ｄ ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｈ ｐ ｒｔ ｌ ｎ
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２１ ０ ２年
控制 方 式 的优 点 是使伺 服 电机 出于微 振状 态 ，可 以 减 小 电机 死 区 ，改 善 静 态 精 度 和 低 速 运 行 的平 稳
基于现场总线技术的大功率天线转台伺服控制系统设计
ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＴＡＯ Ｃｈ ｕ ｎ — ｒ ｏ ｎ ｇ，ＧＵＯ Ｙｏ ｎ ｇ － ｚ ｈｉ
（ Ｎ ｏ ．７ ２ ４ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｓ Ｉ Ｃ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ５ ３ ）
０ 引 言
近年来 ， 随着 现场 总线技 术 的发展 ， 伺服 控制 系统
逐 渐 由原来 简单 的模 拟量 、 开关量控制 ， 渐 渐 向数 字
服控制单 元 与 电机驱 动单元 集成 为一 个机 柜 的设计 方
式 采 用该设 计方 式 可 以使 伺 服控制 系统 的设 备量 较
小， 结构 形 式 较 为 紧凑 。但 是 ， 对 于 电 机 驱 动 单 元 来 说， 特别 是 大功率 的 交 流伺 服 电机 驱 动单 元 属 于 强 电 磁 干扰 源 ， 其工作 原 理造 成 了其 在 工作 时会 对 电 网及 地线产 生一 定 的电磁 干扰 。如果 电机 驱 动单元 与伺 服 控制单 元处 于一 个 机柜 内 ， 一 旦 在 电磁 干扰 方 面 设 计
控 制 系统 的几 个优 点 。
关键 词 ：现 场总线 ； 伺服 系统 ； 电磁 兼容 中 图分类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ ７ ． ８ １ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ － ０ ４ ０ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４— ０ ０ ６ ３— ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
ｓ ｏ ｍｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｂ ｕｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｒｅ ａ ｓ ｕ ｍｍａ ｉｚ ｒ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄｓ：ｆ ｉｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ；ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｔ ｉ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
天线稳定转台系统结构设计技术研究.
舰船电子对抗 ! 4 ∀((( 年∃天线结构的力学分析在考虑天线的风载荷惯性载荷自重以、、 , 点主力骨架对反射体的支点及其附近的节点除外 % 其位移的绝对值越大 , , 。
与变形前的及多种工况的情况下利用有限单元法对天情况比较变形后的反射面向后倾斜倾斜角∗‘ 一∃ % , 线结构进行了多次力学分析计算 , 。
、。
根据计算这是由于支撑反射体的主力骨架受。
结果对结构设计作了多次修改目的是在保力变形的缘故 , 由于天线电性能对倾斜角。
∗证天线结构具有足够的强度刚度和固有频率的前提下尽量减轻它的重量所采用的计算模型是把反射体主力骨架和馈源支架作为一个整体结构来考虑的有 ! ∃ #6 、。
、不太敏感可以暂不考虑由于反射面向后倾 , 。
斜而引起的节点位移在这种情况下反射面上所有节点位移的绝对值大大减小位移的均方根值由 # 4 , , 该计算模型包含、 # 4 ( 2 1 1 减小到∀ 4 # 4 ∃ 1 1 左右 , 个板壳元个节点、、∃∃个梁单元∀2 、个边 , 节点的最大位移由 62∃ 1 1 , 。
∃( , 1 1 减小到界元、 ! 22 。
反射体的面板主力骨计算结果表明反射面的变形不 , 架馈源支架和风力平衡板均采用板壳元反射体的背筋映接反射体与主力骨架的∀个 6 ? 大天线结构具有足够的刚度能满足电性能要求 ! ∃4 。
形件以及主力骨架上的∀个套筒用于联 ! 。
4 ! 强度 , 接风力平衡板 % 均采用梁单元将天线系统与稳定转台方位轴的安装平面作为刚性约束∃在风正吹的情况下最大应力出现在主力骨架中的背架与座架联接处的图力板4 Ζ 点参看本天线结构在风正吹时的力学计算模型如图所示。
∀% 。
‘ 。
根据第四强度理论该点处的相当应 4 , 一! ( ! Π 8 11 , 。
背架与座架是通过铝 , ? ≅6 % 焊接在一起的取许用应力 [司一 81 1Δ 。
∃ 2 Π 显然。
, 。
’ ∴ [ ∗ ] 、这表明天线结构具有足够的强度 ! ∃ 4 4 ∃固有频率∃主天线的三阶固有频率和相应的振动方式如表型。
基于PCI04的天线转台伺服系统设计
逆 变 电源激磁 模 块 选 用 ４ ３所 的 ＭＤ Ａ Ｃ １ ５ Ｓ ０ ７模 块 ， 产 生 旋转 变 压器 工作 所需 的 ３ ６ Ｖ ４ ０ ０ Ｈ ｚ 激磁 电压 。
２ ． ４ 人机 界面
旋 转 附加力 矩 ：
Ｒ
２
１ ４ ４Ｃｘ
人机界面的作用是显示 系统的工作状态 ， 同时提 供触控操作 ， 人机界面与计算机的接 口为 Ｒ Ｓ － ４ ２ ２ 。人 机界面选用台湾海泰克公司的 Ｐ ＷＳ １ ７ １ １ ， 其面板采用 ２ ５ ６色 Ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ — Ｓ Ｔ Ｎ配 置 ， 配有 ５ ． ７ ”Ｌ Ｃ Ｄ显 示 屏 及 类 比
换 模块 精度 为 ０ ． ０ ７ 。 ， 同步 传 动 链 精 度 为 ０ ． ２ 。 。 由 于 在软 件处理 上 当位置 反馈 值与 给定 值相差 两 个码 时 即
检测元件 ， 选用触摸显示屏作 为状态显示和操作命令 输入 。
人机 ｆ
界面 ｒ
伺
监控 Ｌ 控 服
系统 『 制
６ ） 天线控制指令 、 工作状态及故 障信息可实时显 示， 并通过串口回馈给监控系统。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ — ０ ６
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６１ ・
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机电一体化 ・
电 子 机 械 工 程
２ ０ １ ４年２月
２ 系统 硬 件 设 计
２ ． １ 系统硬 件构 成
控 制模式 ， 控 制输入 命 令 接 口有 ３种 ： 模 拟 电压 输 入 、 数 字开关 量输 入 、 串行 接 口输 入 。驱 动 器 的 串行 接 口 还 可将 驱动器 的状 态 回送 给伺 服 控 制 板 ， 再 送 给 监 控
天线测试转台传动系统优化设计
天线测试转台传动系统优化设计毛俊东;王宏杰【摘要】针对传统天线测试转台传动系统中采用同步带传动机构会导致转台承载等多种能力限制的问题,提出了一种基于蜗杆减速箱传动机构的转台传动系统优化技术和工程分析设计方法.经对传统天线测试转台的改进和实际应用表明,该设计方法具有刚性联接的大负载能力和高自锁性能,并提高了转台的安全性、可维护性和性价比,可有效拓展天线测试转台的应用性能.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】4页(P56-58,62)【关键词】测试转台;传动系统改进;蜗杆减速机【作者】毛俊东;王宏杰【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京 210003;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京 210003【正文语种】中文【中图分类】TN957.810 引言天线测试转台是雷达等电子装备天线性能标定与测试的专用设备，其性能直接影响天线设备的技术性能和实际使用效能。
天线测试转台传动系统作为天线测试转台的控制传动机构，其传动精度及其一致性、传动响应时间、传动与天线负载的匹配性，以及传动系统的可靠性能等直接决定了对不同天线载荷的波束性能、方位与仰角覆盖性能，以及不同极化和工作方式控制条件下的天线动态性能的实时精度。
目前，传统的天线测试转台传动系统一般采用同步带传动的机构形式。
但是，该形式对测试转台承载能力的限制较大，不利于在保证测试精度前提下拓展被测天线重量和转动载荷等测试范围。
通过采用同步带轮传动机构更换为蜗杆减速箱传动机构，可在保留原转台传动系统中摆线减速箱和末级齿轮传动以及电机等的基础上，有效提高测试转台的承载能力和保精度、高可靠的天线测试能力。
所述天线测试转台传动系统优化设计技术，可不改变现有天线测试转台的使用要求和内部基本结构，仅需进行天线测试转台的方位传动系统、俯仰传动系统、极化传动系统等的系统分析和优化设计，实现将同步带轮传动更换为蜗杆减速箱传动，即可完成对天线测试转台的升级改进。
三轴测试转台结构设计与分析
三轴测试转台结构设计与分析作者：王晨晨来源：《科学导报·学术》2020年第33期摘要：本文介绍了一种用于天线测试的三轴重载高精度转台，转台各轴均采用双电机驱动的方式实现齿轮消隙，实现较高的定位精度。
文章详细介绍了转台的技术指标及结构组成，并对传动链功率设计进行了计算校核。
使用Hyperworks/optistuct软件有限元建模，对搬运器进行各工况下变形和强度的力学分析。
分析结果表明，整机安全裕度符合设计指标要求。
关键词：三轴测试转台;定位精度;双电机消隙;驱动回差;引言高精度的重载测试转台作为关键设備，在雷达天线内场、外场标定中起着不可替代的作用，其承载能力、测角精度和定位精度直接关系到测试实验的可靠性和置信度。
其中，精密三轴天线测试转台可在实验环境下模拟重型天线实际工作时的各种姿态，复现其不同姿态下的微波场特性，从而对其微波器件的功能和性能反复仿真、测试和标定，是天线近场测量的重要设备之一[1-3]。
随着雷达天线阵面尺寸重量的大型化和高精度化，对测量标定转台设备的性能和精度要求也在不断提高。
因此，高精度重载多轴测试转台的研究和制造，对航空航天及国防建设有重要意义[4]。
本文所述三轴转台主要为位置和随动功能转台，承载较大，为侧重静态稳态性能的角度指示型测试转台。
其可承载较大负载并实现三轴大范围转动，并可在大负载下保持在空间的稳定指向;可接收上位机的控制指令，实现相应的上方位、俯仰和下方位任意位置定位或随动运动，引导被测天线精确指向目标，并可长时间锁定在该位置，以满足标校测试要求。
1.技术指标及结构系统组成三轴测试转台由上、下方位轴和俯仰轴组成，各轴均具有定位锁定及掉电位置锁定功能。
其中上、下方位轴配置导电滑环，可360︒连续旋转，其它基本技术指标如下：三轴转台主要由上方位转台、俯仰轴系和下方位转台三大部分组成。
上方位转台由上台面、上回转支承、精密减速机、驱动齿轮、汇流环、双级旋变和上底座等组成;俯仰框架主要由主齿轮、中心主轴、轴承组、二级减速齿轮、限位开关、双级旋变、俯仰框架和限位挡块组成;下方位转台由下台面、下回转支承、精密减速机、驱动齿轮、汇流环、双级旋变和下底座等组成。
舰载雷达天线稳定转台系统通用载荷计算软件的设计与开发_张毅
舰载雷达天线稳定转台系统通用载荷计算软件的设计与开发*张毅,陈伟**(南京船舶雷达研究所,江苏南京210003)摘要:通过对舰载雷达天线稳定转台系统典型载荷分析,并分别对各类载荷的计算方法进行了说明,最终形成舰载雷达天线稳定转台系统的通用载荷计算方法。
再将该通用载荷计算方法用软件进行实现,为准确快速构建雷达天线稳定转台系统方案提供了有力的支撑。
关键词:舰载雷达;天线稳定转台;载荷计算;软件中图分类号:TNTP311.52文献标识码:A文章编号:1009-0401(2008)04-0063-03The desi gn and devel opment of an un i versal soft w are of l oad calculati on for the antenna sta b ilizi ng p latfor m syste m of sh i p borne radarsZHANG Yi,CHEN W ei(N anjing M arine Radar Institute,N anjing210003,China)A bstract:An universa lm ethod ofm ak i n g load calculati o n of t h e antenna stabilizi n g p latfor m syste m o f sh i p bor ne radars is for m ed based on the ana l y sis o f typ ica l load of the stab ilizing p l a tfor m,and the de monstrati o ns of the ca lculation m ethods of a ll kinds of loads.Then the un i v ersal calcu lation m ethod is i m ple m ented v ia so ft w are,prov i d i n g a po w erf u l support for rapidly for m i n g the sche m e of the antenna stab ilizing p latfor m syste m of the radar.K eyw ords:sh i p borne radar;antenna stab ilizi n g platfor m;l o ad ca lculati o n;soft w are1引言在早期舰载雷达天线稳定转台系统的载荷计算中,首先由设计师对系统所受载荷进行分类,然后列出公式查找所需参数代入公式进行计算,这样的设计过程不仅效率不高,而且由于设计师计算时采用计算器等辅助工具容易出错,审核人员不易校核且参数修改不方便。
天线转台控制系统
天线转台控制系统
尹文禄;柴舜连;毛钧杰
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2005()3
【摘要】在天线外场自动测量系统中,通过AT89C51控制75BF003型步进电机转动,带动步进电机上的转台平稳转动,测得放置在转台上的待测天线的幅度方向图。
文中给出详细的软硬件设计方法。
实验证明,该转台控制系统工作稳定可靠,完全满足天线自动测量的要求。
【总页数】2页(P53-54)
【关键词】转台控制系统;天线;AT89C51;自动测量系统;步进电机;设计方法;实验证明;方向图;软硬件;转动;幅度
【作者】尹文禄;柴舜连;毛钧杰
【作者单位】国防科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN82;V241.5
【相关文献】
1.直流电机在雷达天线转台测试控制系统中的应用 [J], 姜文喜;张隶平
2.基于现场总线技术的大功率天线转台伺服控制系统设计 [J], 陶春荣;郭永志
3.实时操作系统μC/OS-Ⅱ在天线稳定转台控制系统中的应用 [J], 陶春荣
4.雷达测试天线转台的控制系统 [J], 张婉青;刘成芳;姜仁华;高长水
5.雷达天线测试转台控制系统的研制 [J], 刘娟
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天线稳定平台控制系统的研究
在搜 索 或 跟 踪 目标 时 ，天 线 因 载 体 运 动 的 影
响 ，指 向会 随之 变化 ，影 响探测 效果 ｎ 。为保 证 天 ］ 线 对指 定 目标 的探 测 不受此 影 响 ，控 制 天线指 向的
平台伺服系统须具备指向稳定功能。稳定平台通过 精 确稳 定 天线指 向 ，来保证 探 测 区域 的稳 定 。
ｃ ｉ ａ ｄ ａ ｐ ｓｔ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉｃ ｉ Ｔｈ ｅ ｏ ｉｉ ｓｏ ｈ ｌ ｔｏ ｍ ｒ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂ ｈ ｅ ｉ ｅ ｙ ｏ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉｉ ｏ ｔ ｏ ｒ ｕ ｔ ｏ ｃ ． ｅ ｖ ｌ ｃｔｅ ｆｔ ｅ ｐ ａ ｆ ｒ ａ ｅｄ ｔ ｃ ｅ ｙ ｔ ｒ ｅ ｆｂ ｒｇ ｒ ｓ ｎ ｈ
关 键 词 ：天 线 ，稳 定 平 台 ；光 纤 陀 螺 仪
中 圈分 Байду номын сангаас 号 ：Ｔ ７ Ｐ２１ 文献 标 识码 ：Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆＳ ａ ｌ ａ ｆ ｒ ｆ ｒ Ａｎ ｅ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｒ ｌＳ ｓｅ ｏ ｔ ｂ ｅ Ｐｌ ｔｏ ｍ ｏ ｔ ｎ ａ
ｒ ａ － ｔ ｏ ｉｉｎ ｆｐａ ｆ ｒ ａ ｅｄ ｔｃ ｅ ｙ ｔ ｒ ｅｅ ｃ ｄ ｒ． Ａ Ｃ／ ０ ｏ ｕ ｅ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｅｏ ｉｙ ｅ ｌ ｉ ｐ ｓｔ ｓｏ ｌｔｏ ｍ ｒ ｅ ｅ ｔｄ ｂ ｈ ｅ ｎ ｏ ｅ ｓ ｍｅ ｏ Ｐ １ ４ｃ ｍｐ ｔ ｒｐ ｏ ｅ ｓ ｓｔ ｅｖ ｌｃｔ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｖ ｍ ｅ ｔｏ ａ ｒｅ ａ ｓ ｓｄ ｒ ｃｉｎ ｃ ａ ｇ ｆｉｓａ ｔ ｎ ａ ａ ｄｍａ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｒ ｉｇ ｓｒ ｃ ： ｅｍｏ ｅ ｎ ｆｃ ｒｉｒｃ ｕ ｅ ｉｅ ｔｏ ｈ ｎ ｅｏ ｔ ｎ ｅ ｎ ， ｎ ｋ ｓｔ ｅａ ｔｎ ａｗｏ ｋｎ
稳定性分析与优化技术在天线设计中的应用
稳定性分析与优化技术在天线设计中的应用先导入天线作为无线电通讯中的重要组成部分之一，其设计的稳定性是保证通信质量的重要因素。
随着技术的不断发展，稳定性分析与优化技术成为优秀天线设计的必要手段。
一. 稳定性分析技术1.失稳原因分析天线的失稳分为内失稳和外失稳。
内失稳是天线自身的失稳，主要因为天线结构不稳定、噪声分量较大、失真等原因导致；外失稳则是源于外界干扰，比如信号干扰和电磁波干扰等原因导致。
2. 稳定性分析方法稳定性分析通常采用两种方法，一种是以频率为主要参量，称为频率域分析，另一种是以时间为主要参量，称为时域分析。
3. 两种方法的优缺点频率域分析由于对于可以识别的参数进行探究，具有快速准确的优点。
但是，该方法不太适合于探究内失稳问题。
时域分析可以探究复杂的失稳情况，并能深入探究失稳根源，但是相应的需要较长的分析时间。
二. 优化技术1. 优化手段为了实现优秀天线设计，人们使用了各种优化技术，如参数扫描法（PSO）、人工神经网络（ANN）和遗传算法（GA）等。
2. 优化技术的优缺点PSO算法不容易陷入局部最优解，但是其求解时间较长，难以求得理论最佳值；ANN虽然求解时间较短，但是需要大量测试数据；GA算法虽然可以有效优化问题，但是解决复杂问题时需要浪费大量时间，在优化问题上需要有相应的技术支持。
三. 应用实例1.使用稳定性分析技术优化高增益天线通过简单的分析，设计了一款新型高增益天线。
2.使用优化技术算法优化一个多频段天线使用PSO算法和GA算法分别优化多频段天线，发现PSO算法效果优于GA算法。
实践表明，科学的稳定性分析与优化技术能够大大提高天线的性能和稳定性，进一步推动通讯技术的发展。
总结长期以来，稳定性分析与优化技术一直是天线设计中不可缺少的一部分。
在未来，随着科技的逐步升级，在天线设计中将会应用更为先进的稳定性分析与优化技术，进一步提高天线效果和性能。
舰载雷达天线转台系统的装配设计及运动仿真_刘长海
舰载雷达天线转台系统的装配设计及运动仿真X刘长海(南京船舶雷达研究所,江苏南京210003)摘要:通过一个雷达天线稳定转台系统的装配设计及运动仿真的实例,介绍了I-DEAS软件的部分功能和利用I-DEAS环境实现机械系统装配过程及动态仿真的简易方法。
关键词:天线;转台系统;实体造型;装配设计;运动仿真;干涉检查中图分类号:TN957.8文献标识码:A文章编号:1008-5300(2002)01-0017-05Assembly Design and Dynamic Simulation ofAntenna Rotating Platform System of Shipborne RadarLiu C hanghai(N anj ing Mar ine Radar I nstitute,Nanj ing210003,China)Abstract:The partial functions of the I-DEAS softw are and the simple method of achiev ing the as-sembly process and dynamic simulation about a mechanical system are introduced in this paper,by cre-ating an instance of the assembly and simulation of the antenna rotating platform system.Key Words:Antenna;Rotating platform system;Substantialistic modelling;Assembly design;Dynamic simulation;Interference examining1前言据统计,在工业化国家产品生产过程中,大约1/3左右的人力在从事有关产品装配的活动,超过40%以上的生产费用用于产品装配。
舰载数据通信天线稳定平台系统研究的开题报告
舰载数据通信天线稳定平台系统研究的开题报告一、选题背景随着现代舰船的日益发展和装备水平的提高，舰载数据通信系统在海上作战中发挥着越来越重要的作用。
然而，艰苦的海上环境和舰船的振动等因素会导致舰载通信系统的稳定性和可靠性受到严重的影响。
天线作为舰载数据通信系统的重要组成部分，其稳定平台系统对于数据传输的成功与否起着至关重要的作用。
因此，本文拟对舰载数据通信天线稳定平台系统进行深入研究，提出解决方案，以提高舰载数据通信系统的效率和可靠性。
二、选题意义舰载数据通信天线稳定平台系统的研究具有重要的实际意义和应用价值。
其具体表现在以下几个方面：1.提高通信系统的效率和可靠性，增强舰船的数据传输能力，使其更好地适应现代化海上作战形态的需要。
2.减小舰船通信系统的故障率，节约修复和维护成本，提高通信系统的稳定性和可靠性。
3.拓宽舰载通信系统的应用范围，为军事和民用领域的应用提供技术支持。
三、主要研究内容本文拟对舰载数据通信天线稳定平台系统进行研究，主要研究内容包括：1.舰载数据通信天线及其通信原理的介绍，包括雷达、卫星通信及无线电通信。
2.舰载通信天线稳定平台系统的发展历程和现状，介绍国内外相关技术和设备。
3.分析舰载通信天线在海上环境下的影响因素，如风力、波浪、振动等。
4.提出舰载通信天线稳定平台系统的解决方案，设计优化方案，并进行仿真和实验研究。
5.总结舰载通信天线稳定平台系统的研究成果，评价其实际应用价值，并探讨可持续发展的方向。
四、研究方法和技术路线本文采用文献资料法、实验法、仿真法、对比分析法等多种研究方法，结合舰载通信系统的实际应用情况，分析舰载通信天线稳定平台系统的影响因素，并提出解决方案。
技术路线：1.数据采集和测量：通过海上实验数据收集和测量等方式，获取舰载通信天线在海上环境下的参数。
2.建立数学模型：采用数学模型，对舰载通信天线的稳定性进行建模和分析。
3.仿真：通过MATLAB等软件对舰载通信天线的稳定性进行仿真分析。
一种通信天线电子自稳系统设计
一种通信天线电子自稳系统设计【摘要】本文介绍了一种通信天线电子自稳系统设计的背景、意义和研究现状。
在详细阐述了该系统的原理、关键技术、实现方法、优势和应用领域。
通过深入分析，揭示了该系统在提高通信天线稳定性和性能方面的重要作用。
结论部分探讨了该系统未来发展的展望、其价值以及对该系统设计的总结。
通过本文的阐述，读者可以了解到通信天线电子自稳系统设计的重要性和应用前景，为相关领域的研究和实践提供了重要参考。
【关键词】通信天线、电子自稳系统、设计、背景、意义、研究现状、原理、关键技术、实现方法、优势、应用领域、未来发展、价值、总结。
1. 引言1.1 一种通信天线电子自稳系统设计的背景通信天线一直是无线通信领域中不可或缺的重要组成部分。
随着移动通信技术的不断发展和普及，通信天线的稳定性和性能要求也越来越高。
传统的通信天线在面对多变的外部环境时往往难以保持稳定性，容易受到外界干扰而影响通信质量。
为了解决这一问题，电子自稳系统应运而生。
通过引入先进的电子控制技术，可以实现对通信天线的自动控制和调节，进而提高通信系统的稳定性和可靠性，确保通信质量不受外界干扰影响。
通信天线电子自稳系统设计的背景正是在这样的背景下产生的。
随着通信技术的不断进步，人们对通信质量和稳定性的要求越来越高，传统天线已经无法满足需求。
开发一种高性能的通信天线电子自稳系统成为当下的研究热点。
通过电子自稳系统的引入，可以有效提升通信系统的稳定性和性能，适应复杂多变的通信环境，为人们的通信活动提供更加便利和高效的通信服务。
1.2 一种通信天线电子自稳系统设计的意义一种通信天线电子自稳系统设计的意义在于提高通信系统的稳定性和可靠性，保障通信设备的正常工作和通信质量的稳定。
当天线出现偏移或受到外界环境变化影响时，传统的天线无法自动调整，需要人工干预进行调整，耗费时间和精力。
而采用电子自稳系统设计的通信天线则可以实现自动调整，使天线始终保持最佳工作状态。