某搜索雷达天线座专用检测设备设计.pdf

第 卷 第 期(总第 期)年 月火控雷达技术 ()收稿日期:作者简介:周帅文()男硕士研究生助理工程师 研究方向为雷达射频仿真技术某搜索雷达天线座专用检测设备设计周帅文 张丽娟 刘 洁(西安电子工程研究所 西安 武警工程大学军事基础教育学院 西安 西安市射频综合仿真重点实验室 西安)摘 要:雷达天线座作为雷达系统重要组成部分之一对保障雷达系统正常工作起着关键作用 为了保证雷达天线座出现故障时能够进行快速维修本文针对某搜索雷达天线座设计了一款专用检测设备 首先通过提出该检测设备主要功能的需求然后设计了力矩测试装置和编码测试装置等组成部件最后进行了试验验证了这款专用检测设备的可靠性能够有效提高该雷达天线座的维修效率关键词:雷达天线座检测设备力矩测试编码测试中图分类号:文献标志码:文章编号:()引用格式:周帅文张丽娟刘洁 某搜索雷达天线座专用检测设备设计 火控雷达技术():/():.:引言雷达天线座是雷达系统非常重要的一部分在雷达系统工作过程中能够利用它实现雷达天线的运转、定位、定向等功能并完成在转动状态下各种信号的传送任务 在日常使用过程中天线座不可避免地会出现故障为了提高检测维修能力配备专用的检测设备是必不可少的 专用的检测设备不仅能够使雷达天线座完成快速维修保障雷达系统正常使用同时也能减少维修人员的工作量本文针对某搜索雷达天线座设计了一种专用检测设备该设备主要用于测试雷达天线座的功能和特性主要包括雷达天线座的力矩、编码链路、电机电流特性、天线升降和锁定回路等项目的功能和特性的测试 通过测试我们可以判定雷达天线座系统及其各个工作单体是否故障如果存在故障可以根据相关技术条件完成对雷达天线座的维修第 期周帅文等:某搜索雷达天线座专用检测设备设计 主要功能为了达到该搜索雷达天线座检测维修的要求实现雷达天线座功能和特性的测试在设计专用检测设备的过程中对该设备提出了以下功能的要求:)实现天线座方位轴力矩测试)实现天线方位、俯仰工作功能测试)能够测量驱动控制信号参数)实现天线座的驱动特性测试采集编码数据完成编码器工作特性测试)产生检测所需的电源 专用检测设备设计 系统组成及工作原理为了实现专用检测设备的主要功能根据实际需求该专用检测设备主要由机柜、维修设备、测试计算机、专用测试附件、测试软件等组成 其中维修设备主要由驱动组合、模拟操控装置、力矩测试装置、编码测试装置、信号源、转接座等组成专用测试附件主要由天线座安装架及工作台、配电装置、专用测试电缆、数字秒表、数字多用表等组成测试软件主要由设备自检软件、专用检测软件、开发软件、编码软件、数据采集分析软件等组成 雷达天线座专用检测设备硬件组成框图如图 所示测试软件组成框图如图 所示图 天线座专用检测设备硬件组成框图图 天线座测试软件组成框图使用该专用检测设备对雷达天线座进行检测维修时首先利用驱动组合提供伺服驱动电流使用模拟操控装置操作控制驱动天线方位、俯仰动作通过力矩测试装置测量雷达天线座伺服系统方位轴力矩通过 开发器进行采集天线座的驱动特性、编码数据等并利用测试计算机对采集的数据进行处理和分析从而得出检测结论然后按照相关的技术条件完成雷达天线座的维修 天线座专用检测设备检测工作原理框图如图 所示图 天线座专用检测设备工作原理框图 供电设计雷达天线座专用检测设备的供电输入为了满足不同模块的供电需求同时保证用电安全将其设计成了两部分分别为单相供电/和三相供电/其中单相供电/经过电源模块转变成 直流电源给检测设备中需要的组合供电三相供电/则是直接给驱动组合供电 供电设计框图如图 所示火 控 雷 达 技 术第 卷图 供电设计框图 硬件设计雷达天线座专用检测设备硬件的设计是本文主要内容之一 在设计过程中为了减少一定的工作量部分硬件选用了标准设备组合所以不需要再进行繁琐的设计 下面将主要介绍测试机柜、模拟操控装置、力矩测试装置、编码测试装置、以及专用测试附件等硬件的设计 测试机柜设计测试机柜的主要作用是放置专用检测设备除天线座安装架外的各个组合包括测试计算机、系统配电单元、操控单元、显示器以及其它测试装置和测试电缆等设备 测试机柜的设计应该以相关国家标准和军用标准作为设计的基本依据并结合自己的实际需求使测试机柜便于使用和测试因此本文选用标准机柜并进行了适当的改进 测试计算机放置于测试机柜的第一层模拟操控装置放置于第二层显示器和鼠标键盘等设备放置于第三层驱动组合和编码测试装置等设备放置于第四层测试电缆则是合理排布在测试机柜内并引出与雷达天线座的接口 模拟操控装置设计模拟操控装置是专用检测设备的主要控制单元利用操控装置可以实现对检测设备供电的控制以及对搜索雷达天线座升降的控制同时可以控制搜索雷达的工作状态 另外为了显示天线的实时状态在操作面板上增加了显示灯便于维修人员进行观察 力矩测试装置设计该专用检测设备的主要功能之一就是实现天线座方位轴力矩测试因此力矩测试装置的设计是必不可少的 天线座方位轴工作时由于轴承摩擦力矩的存在会引起方位轴的扭转变形所以可以根据扭矩变形来确定扭矩的大小即方位轴的力矩为了便于使用和操作在力矩测试装置的设计过程中本文选择较为直观的弹簧秤进行测试将弹簧秤与天线座方位轴之间的工装连接好后控制方位轴的运动通过弹簧秤的测量即可得到方位轴力矩的大小 其测试流程图如图 所示图 力矩测试流程 编码测试装置设计雷达天线座在进行天线方位、俯仰动作时其驱动特性和编码数据是重要的参数为了实现天线座驱动特性和编码器工作特性的测试本文的专用检测设备需要一个编码测试装置 是一个具有灵活扩展性的平台在很多行业内都有着广泛的应用 所以利用该专用检测设备对雷达天线座编码进行测试时将检测设备与天线座连接后给系统上电驱动天线进行运动利用 开发器进行编码采集然后利用测试计算机对采集到的数据进行处理和分析从而得出检测结论 其驱动与编码一致性处理流程如图 所示第 期周帅文等:某搜索雷达天线座专用检测设备设计图 驱动及编码一致性处理流程 专用测试附件设计专用检测附件是由多个设备组合而成其中配电装置和专用测试电缆均选用标准设备组合搜索雷达天线座安装架需要进行单独设计 安装架主要用于安装雷达天线座保证其工作环境和总站一致安装架的设计主要涉及结构设计这里不再赘述 结构设计专用检测设备的结构设计主要包括两部分由搜索雷达天线座安装架结构设计和测试机柜结构设计组成 天线座安装架结构设计搜索雷达天线座安装架主要由柜体、吊环、调整座、脚轮等组成 为了考虑其使用的便利性在安装架柜体顶部设计了转接板用于安装、固定搜索雷达天线座在顶部四角也设计了四个吊环用于安装架整体装卸运输 另外在安装架柜体底部设计了调整座用于工作时支撑整个测试工装同时可以调整机柜高低确保天线座水平脚轮则是用于调整机柜位置 设计过程中安装架结构均按照天线座的所需承重、安装尺寸和工作要求进行设计以此保证维修检测的安全同时便于检测维修时的安装和拆卸搜索雷达天线座安装架示意图如图 所示 测试机柜结构设计测试机柜的结构设计是在选用了标准机柜的基础上并结合自己的使用需求进行了改进 主要包括了专用检测设备各组合的安装位置和安装架在顶部和背部设计了散热口和风机底部安装了带有锁定功能的万向轮便于移动在雷达天线座检测维修时可锁死 专用检测设备测试机柜示意图如图 所示图 搜索雷达天线座安装架示意图图 专用检测设备测试机柜示意图 软件设计测试软件采用了基于 的用户界面框架的 它能为开发人员在文档、媒体和用户界面设计方面提供各种解决方案 可以将界面和代码分离开开发人员利用 语言来编写逻辑代码更加便于开发和维护同时为使用人员提供了简火 控 雷 达 技 术第 卷洁明了的测试软件界面和使用方法 测试软件主界面主要包括六个部分:顶部标题栏、检测项目菜单、测试内容显示框、设备状态显示栏、软件反馈栏和检测日志栏 其分布如图 所示图 测试软件主界面示意图 试验情况为了验证该搜索雷达天线座专用检测设备的性能对其进行了试验验证 将天线座安装在天线座安装架上连接好线缆在能正常供电后调好各设备性能状态依次对天线座方位轴力矩、天线升降和锁定功能以及编码特性进行了测试同时还测量了驱动控制信号参数 通过试验测试证明了该专用检测设备的主要功能均能实现能够很好地对该搜索雷达天线座进行维修检测 结束语本文根据某搜索雷达天线座使用过程中存在故障的可能设计了一款专用的维修检测设备 首先介绍了该专用检测设备的主要功能然后介绍了其系统组成和工作原理、供电设计、硬件设计和软件设计这几个方面最后通过实际的试验进而验证了该专用检测设备的实用性和便捷性有效提高了某搜索雷达天线座的检测维修效率具有较好的工程实用价值参考文献:吴凤高.天线座结构设计.西安:西北电讯工程学院出版社.杨钊.某雷达天线座结构分析与设计.成都:电子科技大学.王凯程宝山李小斌冯艺宁.某型雷达装备维修保障技术服务保障设备的研发.火控雷达技术():.卢东晓.浅析地面雷达通用机柜设计.科技资讯():.谷运龙姜万生秦现生等.轴系摩擦力矩测试系统的设计与实现.机械制造():.李富栋丁超.基于 的视频采集卡设计.光电技术应用():.华楠楠.基于 技术的雷达显示控制系统设计与实现.长沙:国防科学技术大学.