一种用于船舶交通管理系统的雷达天线的制作方法

本发明属于雷达电子设备领域，具体地讲涉及一种用于船舶交通管理系统的雷达天线。

背景技术：

随着我国航运事业的发展，传统的船舶交通管理手段已经很难满足日益增加的交通量，为此，国内各大中型港口的海事部门都引进了船舶交通管理系统(vts，vesseltrafficservices)。船舶交通管理系统(vts)是综合性的海事管理和服务平台，承担了信息服务、助航服务、交通组织等多种职能，在促进中国航运经济的快速发展、减少船舶交通事故、加强水上交通安全、维持良好的水上交通秩序、保护海洋环境、防止水域环境污染和协调应急搜救行动等方面发挥了重要作用。雷达子系统作为vts的一个重要的组成部分，是交通监视及对船舶运动等大量信息搜集的主要手段。它具有较高的实时目标探测能力，能够可靠、精确的对海(水)面船只以及贴近海(水)面移动的小、慢目标(如小艇、无人船等)进行全天候的探测感知、目标追踪及视频取证，以完成场面自动监控警戒及船舶交通安全管理等任务，是现代海岸边防、海上缉私、港口或内河船舶交通管理、水下通信光缆路径水域监视等领域不可缺少的监测装备。雷达天线作为雷达子系统的一个关键部分，其本身的结构精度、强度、安全性均有较高的要求；同时其应用主要面对港口环境，还需具备高抗风能力和高防护性能等特性。

在雷达领域，雷达的结构设计和制造工艺是雷达研制过程中的重要环节，它对保证雷达的优良性能起着重要的作用。精巧的结构设计是雷达性能和质量的重要保证。目前的雷达天线的箱体都采用筋板框架结构，其结构形式复杂、零部件数量较多、重量较重且尺寸较大，往往会对雷达天线的高速旋转产生影响，进而使得雷达天线对观测区域的扫描速度变慢，另外还致使能源消耗及制造成本较高，给天线维护及改造升级工作增加了困难。随着水域流量的不断增多,水域各类船只的有效管理要求日益突出，对雷达天线各项性能指标尤其是箱体的外形尺寸、重量、风载荷作用面积等技术指标要求愈加提高，传统雷达天线结构已经难以满足现代化水域场面监控的应用需求。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于船舶交通管理系统的雷达天线，其具有重量轻、结构精简的优点，保障了雷达天线对观测区域的扫描速度，提高了雷达天线的工作性能。

本发明采用以下技术方案：

一种用于船舶交通管理系统的雷达天线，包括箱体和设置在箱体内的骨架组件、极化格栅、波导和翼板组件；所述极化格栅和翼板组件均通过骨架组件固定在箱体上，所述波导、翼板组件和馈电网络均设置在极化格栅上，所述波导与馈电网络连接。

优选的，所述箱体包括顶板和底板，在沿顶板和底板的宽度方向的两端处分别设有防风罩和天线罩，在沿顶板和底板的长度方向的两端处均设有侧板；所述骨架组件分别与顶板和底板固定连接；所述极化格栅和波导设置在靠近防风罩的位置处，所述翼板组件设置在靠近天线罩的位置处。

进一步优选的，所述骨架组件包括上下对称设置的工字梁ⅰ、工字梁ⅱ和上下对称设置的z型件ⅰ、z型件ⅱ；所述工字梁ⅰ的一端和z型件ⅰ的一端均固定在顶板上，且z型件ⅰ的另一端固定在靠近工字梁ⅰ的另一端的位置处；所述工字梁ⅱ的一端和z型件ⅱ的一端均固定在底板上，且z型件ⅱ的另一端固定在靠近工字梁ⅱ的另一端的位置处；所述翼板组件靠近天线罩的一端分别固定在z型件ⅰ和z型件ⅱ上；所述极化格栅分别固定在工字梁ⅰ远离顶板和工字梁ⅱ远离底板的位置处。

更进一步优选的，所述工字梁ⅰ和工字梁ⅱ在靠近极化格栅的位置处，由防风罩到天线罩的方向上均依次设有凹槽和固定台阶；所述极化格栅的上下端分别卡设在凹槽内，且极化格栅的上下端分别对应固定在固定台阶上。

更进一步优选的，所述极化格栅内部为中空状，所述馈电网络位于极化格栅的中间腔体内；所述极化格栅在靠近天线罩的方向上设有上下对称的上引申板和下引申板，极化格栅在靠近防风罩的方向上设有用于卡设波导的卡槽；所述翼板组件分别固定在上引申板和下引申板上，且上引申板和下引申板均对应抵靠在固定台阶上。

更进一步优选的，所述翼板组件包括上下对称设置的上翼板和下翼板，所述上翼板与下翼板的间距在由防风罩到天线罩的方向上逐渐增大；所述上翼板的一端固定在上引申板上，下翼板的一端固定在下引申板上，上翼板的另一端固定在z型件ⅰ上，下翼板的另一端固定在z型件ⅱ上；所述上翼板与下翼板之间在靠近天线罩的一端处设有侧翼板。

更进一步优选的，所述z型件ⅰ位于工字梁ⅰ靠近天线罩的一侧，z型件ⅱ位于工字梁ⅱ靠近天线罩的一侧；所述骨架组件还包括位于工字梁ⅰ、工字梁ⅱ靠近防风罩一侧，且上下对称设置的后支撑板ⅰ和后支撑板ⅱ；所述后支撑板ⅰ的一端固定在顶板上、另一端固定在工字梁ⅰ远离顶板的一端；所述后支撑板ⅱ的一端固定在底板上、另一端固定在工字梁ⅱ远离底板的一端；所述骨架组件还包括靠近防风罩设置的竖支撑板，所述竖支撑板的上端分别与后支撑板ⅰ、顶板固定连接，竖支撑板的下端分别与后支撑板ⅱ、底板固定连接。

更进一步优选的，所述波导卡设在极化格栅的卡槽中，且波导通过固定夹固定在极化格栅上；所述波导采用裂缝波导。

更进一步优选的，所述上翼板靠近防风罩的一端通过连接板ⅰ固定在z型件ⅰ上，下翼板靠近防风罩的一端通过连接板ⅱ固定在z型件ⅱ上。

更进一步优选的，所述底板的底部设有用于安装在转台上的安装座；所述防风罩和天线罩均采用半圆弧形结构，且防风罩和天线罩的外表面均涂覆有疏水性润滑材料；所述工字梁ⅰ与顶板之间、z型件ⅰ与顶板之间、工字梁ⅱ与底板之间、z型件ⅱ与底板之间、后支撑板ⅰ与顶板之间、后支撑板ⅱ与底板之间、竖支撑板与顶板之间、竖支撑板与底板之间均采用对合铆接进行固定。

本发明的有益效果在于：

1)传统的雷达天线内部采用筋板框架结构，其内层支撑结构会导致结构复杂、重量较重等缺陷。本发明将箱体结构的的顶板、底板、天线罩和防风罩与骨架组件设计成一体式整件结构，加强了箱体的结构刚度的同时，进一步提高了箱体的密封性，有效的避免了外部粉尘、湿气对内部器件的腐蚀与损坏，提高了雷达天线的工作性能。

2)本发明相对传统结构而言零部件数目更少、生产制造周期更短、制造成本更低、安装维护更加方便、体型更小型化；另一方面骨架组件与内部各器件之间采用对合铆接方式连接，减少了因焊接等工艺引起变形的不利现象，不仅通用性和可维修性更好，同时重量更轻、刚度更好、外形尺寸尤其是高度方向尺寸较小，可更有效的减少风载荷对天线运转时的影响，也利于进一步降低天线的转动惯量和风阻力矩，从而减小天线座的电机驱动力矩，保障了雷达天线对观测区域的扫描速度。

3)对于极化部件，本发明采用极化格栅，相比于传统的极化罩，极化格栅重量更轻、易于安装稳固、制造成本更低且一致性更好,还具备易于安装、更换、维护的优点。

4)本发明中天线罩及防风罩均为半圆弧形结构，其表面涂覆有疏水性润滑材料，以利于减少雨水造成的信号传输损失和降低风阻力，保证雷达天线全天候正常工作，提高了雷达天线的工作性能。

附图说明

图1为本发明的雷达天线的立体结构示意图。

图2为本发明的雷达天线去掉一端侧板后的横截面图。

图3为本发明的雷达天线局部结构图。

附图标记：1-箱体，2-骨架组件，3-极化格栅，4-波导，5-翼板组件，6-馈电网络，11-顶板，12-底板，13-防风罩，14-天线罩，15-侧板,16-安装座，21-工字梁ⅰ，22-工字梁ⅱ，23-z型件ⅰ，24-z型件ⅱ，25-凹槽，26-固定台阶，27-后支撑板ⅰ，28-后支撑板ⅱ，29-竖支撑板，31-上引申板，32-下引申板，33-卡槽，41-固定夹，51-上翼板，52-下翼板，53-侧翼板，54-连接板ⅰ，55-连接板ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，一种用于船舶交通管理系统的雷达天线，包括箱体1和设置在箱体1内的骨架组件2、极化格栅3、波导4和翼板组件5；所述极化格栅3和翼板组件5均通过骨架组件2固定在箱体1上，所述波导4、翼板组件5和馈电网络6均设置在极化格栅3上，所述波导4与馈电网络6连接。

所述箱体1包括顶板11和底板12，在沿顶板11和底板12的宽度方向的两端处分别设有防风罩13和天线罩14，在沿顶板11和底板12的长度方向的两端处均设有侧板15；所述骨架组件2分别与顶板11和底板12固定连接；所述极化格栅3和波导4设置在靠近防风罩13的位置处，所述翼板组件5设置在靠近天线罩14的位置处。

所述骨架组件2包括上下对称设置的工字梁ⅰ21、工字梁ⅱ22和上下对称设置的z型件ⅰ23、z型件ⅱ24；所述工字梁ⅰ21的一端和z型件ⅰ23的一端均固定在顶板11上，且z型件ⅰ21的另一端固定在靠近工字梁ⅰ23的另一端的位置处；所述工字梁ⅱ22的一端和z型件ⅱ24的一端均固定在底板12上，且z型件ⅱ24的另一端固定在靠近工字梁ⅱ22的另一端的位置处；所述翼板组件5靠近天线罩14的一端分别固定在z型件ⅰ23和z型件ⅱ24上；所述极化格栅3分别固定在工字梁ⅰ21远离顶板11和工字梁ⅱ22远离底板12的位置处；

具体的，所述z型件ⅰ23位于工字梁ⅰ21靠近天线罩14的一侧，z型件ⅱ24位于工字梁ⅱ22靠近天线罩14的一侧；所述骨架组件2还包括位于工字梁ⅰ21、工字梁ⅱ22靠近防风罩13一侧，且上下对称设置的后支撑板ⅰ27和后支撑板ⅱ28；所述后支撑板ⅰ27的一端固定在顶板11上、另一端固定在工字梁ⅰ21远离顶板11的一端；所述后支撑板ⅱ28的一端固定在底板12上、另一端固定在工字梁ⅱ22远离底板12的一端；所述骨架组件2还包括靠近防风罩13设置的竖支撑板29，所述竖支撑板29的上端分别与后支撑板ⅰ27、顶板11固定连接，竖支撑板29的下端分别与后支撑板ⅱ28、底板12固定连接。

所述工字梁ⅰ21和工字梁ⅱ22在靠近极化格栅3的位置处，由防风罩13到天线罩14的方向上均依次设有凹槽25和固定台阶26；所述极化格栅3的上下端分别卡设在凹槽25内，且极化格栅3的上下端分别对应固定在固定台阶26上。

所述极化格栅3内部为中空状，所述馈电网络6位于极化格栅3的中间腔体内；所述极化格栅3在靠近天线罩14的方向上设有上下对称的上引申板31和下引申板32，极化格栅3在靠近防风罩13的方向上设有用于卡设波导4的卡槽33；所述翼板组件5分别固定在上引申板31和下引申板32上，且上引申板31和下引申板32均对应抵靠在固定台阶26上；

具体的，所述波导4卡设在极化格栅3的卡槽33中，且波导4通过固定夹41固定在极化格栅3上；所述波导4采用裂缝波导。

所述翼板组件5包括上下对称设置的上翼板51和下翼板52，所述上翼板51与下翼板52的间距在由防风罩13到天线罩14的方向上逐渐增大；所述上翼板51的一端固定在上引申板31上，下翼板52的一端固定在下引申板32上，上翼板51的另一端固定在z型件ⅰ23上，下翼板52的另一端固定在z型件ⅱ24上；所述上翼板51与下翼板52之间在靠近天线罩14的一端处设有侧翼板53；

具体的，所述上翼板51靠近防风罩13的一端通过连接板ⅰ54固定在z型件ⅰ23上，下翼板52靠近防风罩13的一端通过连接板ⅱ55固定在z型件ⅱ24上。

具体的，所述底板12的底部设有用于安装在转台上的安装座16；所述防风罩13和天线罩14均采用半圆弧形结构，且防风罩13和天线罩14的外表面均涂覆有疏水性润滑材料；所述工字梁ⅰ21与顶板11之间、z型件ⅰ23与顶板11之间、工字梁ⅱ22与底板12之间、z型件ⅱ24与底板12之间、后支撑板ⅰ27与顶板11之间、后支撑板ⅱ28与底板12之间、竖支撑板29与顶板11之间、竖支撑板29与底板12之间均采用对合铆接进行固定。

本发明的雷达天线在使用时，首先将极化格栅3、波导4、翼板组件5和馈电网络6等各模块通过骨架组件2安装在箱体1内，连接好各模块间的连接线，然后通过安装座16将整体结构固定在转台上，再连接发射接收机与波导4之间的连接线，同时完成其他外部线路的连接，进而实现了雷达天线的正常工作。

雷达天线在工作过程中，由于自身重量更轻、刚度更好、外形尺寸尤其是高度方向尺寸较小，可更有效的减少风载荷对天线运转时的影响，也利于进一步降低天线的转动惯量和风阻力矩，从而减小天线座的电机驱动力矩，保障了雷达天线对观测区域的扫描速度。

同时，由于雷达天线所处环境均为水域，因此湿气大、雨水多；本发明中天线罩14及防风罩13均为半圆弧形结构，其表面涂覆有疏水性润滑材料，以利于减少雨水造成的信号传输损失和降低风阻力，保证雷达天线全天候正常工作，提高了雷达天线的工作性能。

综上所述，本发明提供了一种用于船舶交通管理系统的雷达天线，其具有重量轻、结构精简的优点，保障了雷达天线对观测区域的扫描速度，提高了雷达天线的工作性能。