[发明专利]采用天线与反射板相结合的雷达扫描装置

说明书

技术领域

本发明属于机载雷达技术领域，具体涉及一种机载毫米波测云雷达。

背景技术

机载毫米波测云雷达以通用飞行器为工作平台，飞行于海拔7000~10000米高空，完成垂直于航线扇形截面区域的云层探测。现有技术中，针对机载毫米波测云雷达，天线多采用金属反射面偏置卡式结构，利用伺服电机及传动机构直接驱动天线反射面完成探测扫面。这种结构形式利用整个反射体（包括馈源）进行扫描，不仅转动惯量大，而且空间运动包络面大，要求飞行器具有足够的安装空间，同时要求飞行器能提供足够的驱动功率，从而使雷达的应用范围受到极大的限制。

发明内容

为了克服现有机载测云雷达中天线扫描结构中的不足，本发明提供了一种采用透镜天线与反射板相结合的雷达扫描装置。

采用天线与反射板相结合的雷达扫描装置，包括天线，还包括反射机构，所述反射机构包括反射板和伺服电机；所述反射板的反射面和天线的相位等效面对应；反射板的背面固定连接着伺服电机的输出轴，反射板和伺服电机的输出轴之间的夹角为30～50度，伺服电机的输出轴和天线的轴线同轴；所述天线的相位等效面和反射板之间的间距大于天线的口径，为波长的整数倍；反射板在伺服电机的带动下摆动，实现天线的扫描功能。

所述天线为透镜天线、平板天线或抛物面天线。

反射板在伺服电机的带动下实现-60～+60度角范围的摆动。

反射板和伺服电机的输出轴之间的夹角为45度。

所述透镜天线为一体化透镜天线，包括馈源、壳体和透镜体；所述壳体为喇叭形，所述馈源固定设于壳体的小直径端，所述透镜体固定设于壳体的大直径端；所述透镜体为凸透镜。

本发明的优化技术方案是：将一种馈源及透镜一体化的透镜天线固定安装，加以在透镜天线的轴线上设计反射板，控制反射板绕透镜轴的往复摆动，从而实现雷达工作中的扫描探测功能。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1. 利用一体化设计技术实现透镜、馈源及安装接口的集成设计，结构简单紧凑；

2. 利用反射板摆动轴与透镜天线共轴，驱动反射板摆动实现天线扫描功能。由于反射板为薄板结构体，质量远小于透镜天线的质量，所以使反射板摆动的所需功率远小于驱动反射体的功率；

3. 反射板旋转运动为绕轴线顺/逆时针旋转，运动包络线为轴线和透镜天线轴线同轴的圆柱体，从而使空间包络体远小于天线运动的包络空间。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为采用一体化透镜天线结构示意图。

图3为一体化透镜天线结构示意图。

图4为图3中I处放大图。

图5为图3中II处放大图。

上图中序号：天线1、反射板2、伺服电机3、天线安装支架4、电机安装支架5、壳体11、环形压板12、透镜体13、馈源14。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1

参见图1，采用天线与反射板相结合的雷达扫描装置包括天线1和反射机构。天线1为抛物面天线，波长为3mm。反射机构包括反射板2和伺服电机3。反射板2的反射面和天线1的相位等效面对应，反射板2的背面固定连接着伺服电机3的输出轴，反射板2和伺服电机3的输出轴之间的夹角为45度，伺服电机3的输出轴和天线1的轴线同轴。天线1的相位等效面和反射板2之间的间距为450mm，为波长的150倍；反射板2在伺服电机3的带动下实现-60~+60度角范围的摆动，实现天线1的扫描功能。

使用时，一体化透镜天线通过天线安装支架4、反射机构的伺服电机3通过电机安装支架5分别安装在飞行器安装面上。 

实施例2

参见图2，采用天线与反射板相结合的雷达扫描装置包括天线1和反射机构。天线1为一体化透镜天线，其波长为3mm，天线1的相位等效面和反射板2之间的间距为450mm，为波长的150倍。参见图3、图4和图5，一体化透镜天线包括壳体11、环形压板12、透镜体13和馈源14。壳体11为喇叭形，馈源14固定安装于壳体11的小直径端，透镜体13通过环形压板12固定安装于壳体11的大直径端，透镜体13为凸透镜。一体化透镜天线使得该雷达扫描装置相比同类机构具有体积小、质量轻、系统惯量小、驱动功率低，运动包络空间小等优点。

其它同实施例1。

实施例3