一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法_梅启元

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大型相控阵天线阵面远场校正方法

大型相控阵天线阵面远场校正方法

大型相控阵天线阵面远场校正方法
杜艳
【期刊名称】《通信技术》
【年(卷),期】2018(051)005
【摘要】对于校准精度要求特别高的天线,通常采用内校准方式或近场测试进行校准.但是,内校准方式大多只能测到TR校准系数,无法做到阵面补偿,而近场测量对测试系统要求较高,对大型天线的测试建设成本高,计算时间也较长.针对以上问题,提出了一种解决方法,即在远场条件下,按照矢量平均算法改变各馈电支路的相位构成方程组,代入测量结果解算方程组,得到每个阵元通道的幅度相位分布,进而实现天线阵面的校准,对大型天线阵面校准具有重要意义.
【总页数】3页(P1209-1211)
【作者】杜艳
【作者单位】中国西南电子技术研究所,四川成都 610036
【正文语种】中文
【中图分类】TN821.8
【相关文献】
1.一种基于远场有源的数字相控阵通道校正方法 [J], 潘超;张任;李瑞;刘思聪
2.大型相控阵雷达天线阵面结构精度分析及控制 [J], 苏力争;李智;刘继鹏;白云飞;徐向阳
3.大型相控阵雷达天线阵面备件优化配置研究 [J], 常春贺;武高卫;于兴伟;姚旭
4.大型相控阵雷达天线阵面视情维修优化模型 [J], 卢雷;杨江平;左治方;欧阳林涛
5.相控阵天线阵面通道故障数量预测方法 [J], 张宇;王永攀;侯晓东;舒伟勇
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一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法

一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法

一种大型相控阵雷达外场高精度相位校正方法
叶君好;许文彤;庞钰宁;叶彬;任志诚
【期刊名称】《上海航天(中英文)》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】针对大型相控阵雷达外场相位校正受风影响无法保证校正精度的难题,本文提出了一种外场高精度相位分级校正方法。

采用激光标定法测量标校源风载条件下的晃动曲线和最大晃动速度,根据雷达工作频段及校正精度要求,计算出标校源最大晃动速度条件下的最小保精度校正时间,以最小保精度校正时间作为分级子阵规模划分的依据,通过多级校正完成全阵外场校正。

仿真测试结果表明:在5级风载条件下,X波段相位校正精度均方根小于5.8°,最大栅瓣电平降低了9 dB,达到模拟移相器可以实现的精度要求。

【总页数】6页(P75-80)
【作者】叶君好;许文彤;庞钰宁;叶彬;任志诚
【作者单位】太原卫星发射中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.92
【相关文献】
1.一种相控阵雷达天线极化特征的外场测试方法
2.基于相位交织的相控阵雷达通道幅相误差在线监测和校正方法
3.大型相控阵雷达天线骨架外场架设
4.一种有源相控阵雷达幅相一致性校正方法研究
5.一种高效的高精度相控阵雷达工程测角方法
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一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法_梅启元

一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法_梅启元

* 收稿日期:2014 - 05 - 15
·36·
第 30 卷第 6 期
梅启元,等:一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法
·产品设计·
施工周期并无影响。文献[2]主要论述了在大型相控 阵雷达天线机械轴的标校中如何使用现代光学测量技 术和设备,从而提高测量的精度和效率,介绍了测量设 备的系统组成、测量的原理以及测量的具体操作过程。 但该技术仅介绍了光学仪器如何对大型相控阵雷达机 械轴进行标校,并未介绍光学仪器如何指导雷达设备 的安装,只能对精度进行被动测量,对精度的提高并无 贡献。
引言
很多大型相控阵雷达( 如口径超过几十米、重量 超过几百吨的雷达) 一般都架设在大型天线楼( 或舱) 上。这种雷达的口径大,重量重,精度要求高,给安装 基础的设计、制造和外场施工带来了较大的困难,同时 也给雷达设备的安装带来了困难,且无法实现在使用 过程中的精度调整。如何提高雷达的安装精度、减少 材料费用和加工安装成本以及降低外场施工难度是类 似产品在工程研制中必然会遇到的一大难题。
[5] 路龙龙,杨芳红. 模块化设计在雷达系统中的应用[J].
工程实践表明,以上方法有效可行,但在光学仪器 指导设备安装的定位精度方面还有进一步的提升与研 究空间,使大型雷达的安装更加方便快捷。采用以上
电子元器件应用,2012,14( 6) : 49 - 52. [6] 赵希芳,沈文军,马利华,等. 大型天线阵面平面度分析
·38·
图 6 摄影测量法原理
图 9 调整机构外形示意图
3 结束语
本文在满足雷达战技指标的前提下,提出了用体 积小、重量轻的安装块代替大型骨架,用光学仪器指导 安装代替机加工定位安装,利用调整机构代替调整垫
第 30 卷第 6 期
梅启元,等:一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法

超大阵面分布式相控阵雷达的自-交叉相位定标方法

超大阵面分布式相控阵雷达的自-交叉相位定标方法

第2卷第4期雷达学报Vol. 2No. 4 2013年12月Journal of Radars Dec. 2013超大阵面分布式相控阵雷达的自-交叉相位定标方法闫州杰*①②王华兵①②陈远征①赵艳丽①①(洛阳电子装备试验中心洛阳 471003)②(电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室洛阳 471003)摘 要:针对传统的相控阵雷达定标算法无法适用于超大阵面分布式相控阵雷达的问题,该文提出了自定标、交叉定标相结合的相位定标算法。

分析了超大阵面分布式相控阵雷达的误差来源;建立了超大阵面分布式天线阵列在工程约束下的误差模型,详细阐述了自定标和交叉定标的原理和方法,并将该方法从相位单元推广到雷达阵列。

最后,对自-相交相位定标算法进行了仿真实验和工程应用。

结果表明该算法能大幅提高超大阵面分布式相控阵雷达的主旁瓣电平比。

关键词:超大阵面分布式雷达;自定标;交叉定标;误差模型中图分类号:TN958.92 文献标识码:A 文章编号:2095-283X(2013)04-0439-06 DOI: 10.3724/SP.J.1300.2013.13054Self-cross Phase Calibration Method of Oversized FrontDistributed Phased Array RadarYan Zhou-jie①② Wang Hua-bing①② Chen Yuan-zheng①Zhao Yan-li①①(Luoyang Electronic Equipment Test Center, Luoyang 471003, China)②(State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environmental Effects onElectronics & Information System, Luoyang 471003, China)Abstract: For an oversized front distributed phased-array radar, the conventional phased-array radar calibration algorithm cannot be applied. Hence, this paper presents a combination of self- and cross-calibration algorithms.For the oversized front distributed phased-array radar, the error sources are analyzed, and the error model is established. Then, the self- and cross-calibration techniques and their principles are presented. In addition, this method is extended to the phased-array radar from units. Finally, we conducted self-intersecting phase calibration simulation experiments, and the results show that the algorithm can significantly improve the sidelobe level of the oversized front distributed phased-array radar.Key words: Oversized front distributed phased array radar; Self-calibration; Cross-calibration; Error model1 引言超大阵面分布式相控阵雷达是相控阵雷达中的一个重要分支,其特点是阵面大,阵列单元数量多,载频频率较低(如:VHF)。

大型相控阵雷达阵面维修机构设计

大型相控阵雷达阵面维修机构设计

大型相控阵雷达阵面维修机构设计
大型相控阵雷达阵面维修机构设计需要考虑以下几个方面:
1.设计理念和安全原则:
设计理念和安全原则应该是维修机构的核心内容。

设计者需要了解设
备的结构和特点,掌握维护设备所需的专业知识。

设计应该考虑操作员的
安全、防火、防爆、防静电等安全措施。

2.设备规格和参数:
维修设备的规格和参数应与阵面所需的部件完全匹配。

设计者需要考
虑每个部件的尺寸、重量、耐磨性、灵敏度和可靠性等方面,同时也要考
虑设备的操作环境和维修过程中的移动性和保证不影响雷达准确性等。

3.设备组成和功能:
维修设备需要包括主控制器、通信控制器、数据处理器、传感器和维
修工具等组件。

主控制器可以监测阵面和维修设备的运行状态和相应信息,通信控制器可与阵面和其他设备通信,数据处理器可以处理阵面数据,传
感器可以检测设备情况,维修工具可以方便维修。

4.设备使用流程:
维修设备的使用流程应该清晰明了,避免出现误操作导致设备受损等
问题。

需要注重维修人员的培训和指导,确保其对设备使用规程及安全操
作有清晰的了解。

维修机构的设计需要根据实际需要和使用条件进行综合考虑,满足维
修阵面的需求和要求,确保维修工作顺利开展。

大型相控阵雷达阵面平面度测量方法研究_宋南海

大型相控阵雷达阵面平面度测量方法研究_宋南海

Abstract: The flatness of antenna array is a key parameter in antenna design,and its accurate measurement is an important mean for parameter check. In this paper the antenna flatness measurement requirements of large phased array radar are expatiated,and the general measurement methods for various radars as well as the key points of these methods applied in practice are discussed,providing reference for similar application. Meanwhile,the trend of development of flatness measurement methods is also described for modern large phased array radar. Key words: large phased array radar; antenna array; flatness; measurement
天线阵面平面度的准确测量可以对天线阵面结构 指标设计进行最终校核,同时为高精密在线装调提供 调整依据,而且对于大型高精度短波相控阵雷达来说, 精确的测量结果甚至还可用于对电信号相位差进行实 时补偿或校准,即对整个天线系统的误差进行补偿,提
高雷达的指向精度。因此,阵面平面度的测量方法对 于雷达系统设计来说非常重要。

大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计

大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计

大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计
胡乃岗;保宏;连培园;宗亚雳;周金柱
【期刊名称】《机械工程学报》
【年(卷),期】2015(51)1
【摘要】针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。

考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化设计模型,对调整机构支腿的布局进行了优化设计。

同时,考虑到加强筋安装位置和型材受限,利用连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓扑优化转换为连续变量拓扑优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。

采用上述方法对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果。

【总页数】7页(P196-202)
【关键词】相控阵天线;调整机构;拓扑优化;条件数;加强筋
【作者】胡乃岗;保宏;连培园;宗亚雳;周金柱
【作者单位】西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O342
【相关文献】
1.结构功能一体化相控阵天线高密度集成设计方法 [J], 何庆强;姚明;任志刚;张剑;李燚
2.相控阵雷达天线舱结构一体化设计 [J], 叶堃;庄文许;田安歌
3.大型相控阵天线结构保型设计研究 [J], 保宏;冷国俊;段学超;杜敬利;钟剑锋
4.大型天线主反射面位姿调整机构设计 [J], 贾彦辉;李建军
5.无人机载有源相控阵天线一体化结构设计 [J], 李继
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图 1 模块划分示意图
1. 2 基础设计安装 根据阵面模块划分,提出对阵面安装基础的要求,
并对安装基础进行简化设计,利用由离散的安装点组 成的安装面代替连续的安装面,降低雷达对安装基础 的精度要求,减少外场施工难度和施工量。
大型雷达安装基础规模大,仅仅依靠基建施工难 以满足雷达的高精度安装要求,需要通过逐级过渡和 调整,提高安装精度,降低施工难度。
为了解决这个问题,通常的做法是在天线阵面和
天线楼之间制作一套加工精度和刚强度要求较高的过 渡骨架作为安装基础,通过机加工和调整垫片保证阵 面精度。过渡骨架不仅体积大,重量重,而且对加工精 度要求高,无论是工厂加工还是外场安装,均具有成本 高、周期长、实现难度大的特点,是影响大型相控阵雷 达成本、安 装 精 度 和 施 工 周 期 的 一 大 难 题。 文 献[1] 对高精度测量雷达安装误差的测量、计算分析和调整 方法进行了全面阐述,并用实例说明了高精度测量雷 达安装误差的标定过程。但该技术仅阐述了高精度雷 达安装误差的计算、测量和调整,并未介绍安装方法和 安装过程,对大型相控阵雷达的制造成本、安装精度和
图 2 阵面安装关系示意图
图 3 调整机构安装示意图
1. 3 过渡板安装 设计能够代替过渡骨架的过渡板和过渡块,利用
全站仪的引导,将过渡板初步固定在天线楼上。在过 渡板上安装光学棱镜,通过全站仪依次测量带有光学 棱镜的过渡板的位置,将测量值与理论值进行对比,利 用辅助螺杆调节过渡板的位置,直到实际测量值与理 论值相符为止,过渡板的安装如图 4 所示。
图 8 摄影测量分析结果
2. 2 精度调整 测量完毕后,通过调整机构对超差处进行调整,直
到精度满足要求为止。调整机构是保证阵面安装精 度,消除安装基础变形、地基不均匀沉降等影响的关键 环节,不仅可以实现雷达在使用过程中的精度调整,而 且可大大降低对安装基础的精度要求和机加工要求, 降低安装难度。调整机构采用涡轮蜗杆结构,主要由 基座、涡轮、蜗杆、丝杆、安装板、定位螺钉、注油嘴等组 成,工作时,转动蜗杆,丝杆在涡轮的作用下作上升或 下降运动,实现精度调整,调整机构的外形及组成如图 9 所示。
引言
很多大型相控阵雷达( 如口径超过几十米、重量 超过几百吨的雷达) 一般都架设在大型天线楼( 或舱) 上。这种雷达的口径大,重量重,精度要求高,给安装 基础的设计、制造和外场施工带来了较大的困难,同时 也给雷达设备的安装带来了困难,且无法实现在使用 过程中的精度调整。如何提高雷达的安装精度、减少 材料费用和加工安装成本以及降低外场施工难度是类 似产品在工程研制中必然会遇到的一大难题。
2 安装精度测量及调整
2. 1 精度测量 阵面安装完毕后,还需要对安装精度进行测量,以
确保满足要求,对不满足要求的应进行调整。 精度测量通常采用摄影测量方法,摄影测量的基
本原理为三角测量[6],如图 6 所示。通过计算空间相 交和会聚的直线就可以精确确定点位。但摄影测量又 不同于经纬仪,它在测量上不受三角测量点的数量限 制,可以同时测量多个点,通过前方交会和后方交会计 算出测量点的三维坐标以及相机所在的位置和旋转 角,最终通过整体平差,优化测量结果。某雷达的阵面 测量如图 7 所示,摄影测量分析结果如图 8 所示。
* 收稿日期:2014 - 05 - 15
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第 30 卷第 6 期
梅启元,等:一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法
·产品设计·
施工周期并无影响。文献[2]主要论述了在大型相控 阵雷达天线机械轴的标校中如何使用现代光学测量技 术和设备,从而提高测量的精度和效率,介绍了测量设 备的系统组成、测量的原理以及测量的具体操作过程。 但该技术仅介绍了光学仪器如何对大型相控阵雷达机 械轴进行标校,并未介绍光学仪器如何指导雷达设备 的安装,只能对精度进行被动测量,对精度的提高并无 贡献。
An Installing and Adjusting Method for Antenna Array of Large Phased Array Radar
MEI Qi-yuan,SHEN Wen-jun ( Nanjing Research Institute of Electronics Technology, Nanjing 210039,China)
[5] 路龙龙,杨芳红. 模块化设计在雷达系统中的应用[J].
工程实践表明,以上方法有效可行,但在光学仪器 指导设备安装的定位精度方面还有进一步的提升与研 究空间,使大型雷达的安装更加方便快捷。采用以上
电子元器件应用,2012,14( 6) : 49 - 52. [6] 赵希芳,沈文军,马利华,等. 年 12 月
电子机械工程
Electro - Mechanical Engineering
Vol. 30. No. 6 Dec. 2014
一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法*
梅启元,沈文军
( 南京电子技术研究所, 江苏 南京 210039)
摘 要:大型相控阵雷达的阵面口径大,重量重,精度要求高,对结构件的加工精度、外场施工提出了较 高的要求,无论是工厂加工还是外场安装,均具有成本高、周期长、实现难度大等特点。文中在满足雷达 战技指标的前提下,提出了全新的安装调整方法,用体积小、重量轻的安装块代替大型骨架,用光学仪器 指导安装代替机加工定位安装,利用调整机构代替调整垫片,降低了成本,提高了安装精度,降低了施工 难度,缩短了产品研制周期,具有较高的经济效益。 关键词:大型相控阵雷达; 精度; 安装; 调整; 调整机构 中图分类号:TN82 文献标识码:A 文章编号:1008 - 5300( 2014) 06 - 0036 - 04
1 安装方法
1. 1 模块划分 在 安 装 前,首 先 应 对 大 型 阵 面 进 行 模 块 化 设 计。
模块化设计与传统的设计方法截然不同,它是统筹考 虑产品系统,把其中含有相同或相似的功能单元分离 出来,用标准化原理进行统一、归并、简化,以通用单 元的形式独立存在的一种机电一体化设计方法[3 - 5]。 具体实施时,可根据雷达天线阵面的结构形式、精度要 求、维修性要求、运输要求、吊装要求等因素,将大型阵 面分解成若干个具有相同功能、相同结构形式的模块, 以简化安装面的结构形式,进而确定安装支撑面的位 置和大小。某雷达的阵面模块划分如图 1 所示。
本文提出了一种能够快速、高精度安装和调整大 型相控阵雷达阵面的方法,它能有效降低工厂加工量 和外场施工难度,减少雷达外场的架设时间,缩短大型 相控阵雷达的研制周期,同时能提高雷达的安装精度, 实现大型相控阵雷达在使用过程中的精度调整,解决 大型相控阵雷达精度要求高、外场施工难度大的难题。
次为基建基础、过渡板、过渡块、调整机构和阵面。利 用过渡板实现一级调整,减少基建带来的误差,利用过 渡块进行二级调整,使安装基础基本满足 X 方向和 Z 方向的精度要求,如图 3 所示,最后利用调整机构,实 现高度方向( Y 方向) 的精度调整,最终达到预期精度 要求。
安装精度,降低了施工难度,缩短了产品研制周期。与 传统机加工方法相比,其优点主要体现在:
参考文献
1) 改进了大型阵面安装面的结构形式,用由安装 块组成的点状安装面代替连续的安装面,节省了成本。
2) 提高了安装精度,缩短了外场安装周期。采用高 精度全站仪,结合光学棱镜标校定位技术,利用螺栓加调 整机构调节,实现安装块的快速、高精度安装。同时过渡 件的体积小,重量轻,现场施工快捷,安装调节方便。
阵面与安装基础之间的典型安装如图 2 所示,依
图 4 安装过渡板
当过渡板的位置精度满足要求后,将过渡板焊接 固定在天 线 楼 上。 安 装 过 渡 板 时,宜 采 用 焊 接 方 式。
·37·
·产品设计·
电子机械工程
焊接时为减小变形,可通过调整螺栓调整位置并固定 牢靠,需采用连续焊缝双面对称焊接,焊接完毕后松开 并拆除调整螺栓。 1. 4 过渡块及调整机构安装
3) 单个过渡块的体积比过渡骨架小 2 个数量级, 降低了工厂加工难度和加工成本,缩短了加工周期。
4) 安装块的总重量约为过渡骨架重量的 10% ,不 仅节省了原材料,还减轻了设备载荷。
[1] 朱泽锋,张恒华,王鹏宇. 高精度测量雷达安装误差的测 试和调平方法研究[J]. 计量与测试技术,2012,39( 6) : 18 - 19.
[2] 秦志刚. 现代光学测量技术及设备在大型相控阵雷达天 线标校上的应用[J]. 电子机械工程,2003,19 ( 4) : 31 - 33.
[3] 吴在东,肖海红. 二维相控阵雷达模块化结构设计与实 现[J]. 电子机械工程,2006,22( 1) : 17 - 19.
[4] 陈惠云,花兴来. 雷达模块化效益综合评价研究[J]. 雷 达科学与技术,2010,8( 6) : 503 - 509.
Abstract: The antenna array of the large phased array radar is characterized by large aperture,heavy weight and high accuracy,which puts forward higher requirement for the machining accuracy and outfield construction. Both the manufacturing process and outfield installation have the problems of high cost,long period and difficult to achieve. In this paper,a new installing & adjusting method is proposed for the antenna array of the large phased array radar. In the method,a small-volume and light-weight installation block is used to replace the large skeleton. The optical instrument is adopted here to guide the installation instead of machining location. And the adjusting mechanism is used to replace the adjusting spacer. As a result,the cost is lower,the installation accuracy is improved,the construction difficulty is reduced and the development period is shortened. Key words: large phased array radar; accuracy; installation; adjustment; adjusting mechanism
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