前视/后视机载雷达制造技术

本发明专利技术涉及用于机载雷达系统的天线系统（１）。天线系统（１）包括脊背单元（８），脊背单元（８）具有沿高度方向（Ｚ）和纵向方向（Ｘ）扩展的两个相对的长侧面（９），和沿横向方向（Ｙ）和高度方向（Ｚ）扩展的两个相对的短侧面（１０），以及与底面（１２）相对的顶面（１１），每个面沿纵向方向（Ｘ）和横向方向（Ｙ）扩展。天线系统（１）包括天线装置（１４），天线装置（１４）被间隔开，并结合一个短侧面或两个短侧面（１０）而被安装，并且沿高度方向（Ｚ）延伸。每个天线装置（８）都包括波导板（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于机载雷达系统的天线系统。天线系统包括脊背(dorsal)单元，其具有沿高度方向和纵向方向扩展的两个相对的长 侧面(long side)，和沿4黄向方向和高度方向扩展的两个相对的短侧 面(short side)，以及与底面相对的顶面(upper side ),每个面沿纵 向方向和横向方向扩展。天线系统包括天线装置。
技术介绍
在用于飞机的雷达设备的领域中，已知使用被定位在飞机机体上 并且沿飞才几的纵向方向延伸(即，从前部到后部的方向)的脊背单元。 脊背单元包括沿脊背单元的纵向方向定位的多个侧视天线元件，以用 于侧视用途。脊背装置的一个问题在于，雷达在不具有被放置在脊背 单元的前面和后面的附加天线元件的情况下，不能在前向方向和后向 方向上7见看。现有技术文档专利号US-5923302涉及在脊背单元的顶部的、具 有单极子的端射阵列。这个解决方案的问题在于，它在天线性能方面 受到限制，在复杂的电磁设计过程、错综的扫描控制和复杂的制造方 面是昂贵的。而且，这个解决方案导致不期望的向上的波瓣倾斜，除 非地平面朝着脊背单元的末端向下弯曲。在现有技术中还已知使用在飞机前端处的单独天线来向前观看， 以及使用在后面的某个地方的球形天线罩内部的天线来向后观看。给 额外的雷达系统装备这些天线的解决方案具有成本高的缺点。可替换地，被连接到通常的雷达的前视和后视天线的缺点在于， 从雷达到前视/后视天线必须牵引长的高功率RF馈线。该解决方案变 得不必要地笨重，并且它妨碍在前端处的天线罩中安装其他重要传感 器的可能性。因此，利用由现有T/R单元输送的功率的轻型解决方案 将是优选的。因此，需要一种雷达系统中的天线解决方案，提供不用可动部件 的完全覆盖(360。)、最小化的阻力(drag)、最小化的重量、最小化的系统尺寸、低成本、高增益和电扫描能力，以及在雷达系统中的天线 系统在前视和/或后视能力方面的性能的总体改进。
技术实现思路
本专利技术涉及用于飞机的雷达系统的天线系统。天线系统包括沿纵 向方向、横向方向和高度方向扩展的脊背单元。脊背单元包括沿高度 方向和纟从向方向扩展的两个相对的长侧面，和沿纟黄向方向和高度方向 扩展的两个相对的短侧面，以及与底面相对的顶面，每个面沿纵向方 向和横向方向扩展。当脊背单元被安装在飞机上时，所述纵向方向基 本上与飞机的纵向方向 一致。用于侧视雷达系统的脊背单元包括被定 位在脊背单元的每个长侧面上的并且沿脊背单元的纵向方向的多个 第一天线元件。天线系统包括微波功率分配系统，该微波功率分配系 统包括被定位在脊背单元内部并且被安排来向天线元件馈送微波功 率和从天线元件接收微波功率的多个第一传送-接收单元(此后，称为T/R单元)。该功率分配系统被安排来分配樣i波功率。本专利技术的特征在于，天线系统包括结合(in connection to) —个 短侧面或两个短侧面而被安装的并且沿高度方向延伸的间隔开的天 线装置的组件，其中每个天线装置包括波导板。通过覆盖和优选地利 用多个平面波导板来扩展脊背单元的前和/或后投影，得到有利的高天 线性能，而不会引入过度的气动阻力。波导板具有基本上沿高度方向 的扩展，以及可以垂直地延伸或可以以与垂直延长线或面相夹的某角 度延伸。天线装置优选地被间隔开通过所述要求所确定的距离，即， 前#见和后一见天线能够以不出现4册瓣的方式在前向和后向扇区(sector) 中进行扫描。另一个优点在于，天线系统可被设计成使得可以通过使用已被包 括在脊背单元中的第一 T/R单元而向天线装置馈送微波能量。天线装 置因此可以传送由沿脊背单元的所有第一 T/R模块产生的全部功率， 以便利用所有的微波功率在前向和后向上进行水平扫描。因此，所述 解决方案不需要额外的T/R模块，这是为什么天线装置的组件能够被 安装在已有脊背单元而不用对脊背单元进行较多重新设计的原因。波导板还包括第二天线元件，其被耦合到被包括在波导板中的第 二波导，并且被安排来把往来于至少一个求和点的功率分配到第二天线元件。第一 T/R单元由控制单元如此控制，以使得波导板与其他波导板 无关地被馈送以微波功率，以便控制在不同的天线装置之间的相位和振幅。在本专利技术的一个实施例中，每个天线装置包括包裹(encase)波 导板的气动外壳。使用气动外壳的一个优点在于，可以根据上述的方 法以气动阻力的最小增加量实现前向扫描和/或后向扫描。外壳可包括包围波导板的泡沫状材料。泡沫状材料应当形成稳定 的高速条件，同时应当是轻型的。材料有利地是硬的，能承受机械应 力，是轻型的，具有低的电损耗，并且有利地具有接近于1的相对介 电常数。泡沫状材料的使用给予低成本和轻型天线装置以高的气动性能， 而不用向脊背单元的重量增加很多重量。外壳可包括表面层，用来包裹用于环境保护的泡沫状材料。表面 层可包括金属表皮(skin),提供用于实现增强方向性的接地面，其 中表面层包括沿高度方向(即沿垂直方向)的缝隙。天线装置还可包括包围波导板的RF透明外壳。第二天线元件被 包括在外壳内，在纵向方向从波导板突出，以用于方向性的目的。这 里，"纵向"是指与当脊背单元被安装在飞机上时的纵向方向 一致的方 向。第二天线元件还可包括无源或有源结构。天线系统可包括支撑结构，用于把天线装置附着到脊背单元并用 于相对于脊背单元将天线装置保持在适当位置。支撑结构可包括第三 波导，用于把微波功率经由连接器馈送到波导板。在 一 个实施例中，微波功率分配系统有利地可包括被安装在脊背 单元的顶面和/或底面上和/或在脊背单元内部的极化的第一波导的组 件。天线装置被连接到第一波导，以使得由第一 T/R单元供应的微波 功率能够被如此分配成以使得在前向和/或后向扇区中方位扫描能够 由雷达系统来执行。扫描是通过以现有技术已知的方式控制第一 T/R 单元而控制在天线元件之间的微波功率的相位而进行的。本专利技术的目 的因此是允许在不使用在飞机的前端处的天线和在飞机尾部的天线 罩中的天线的情况下扫描前波瓣和/或后波瓣，或使用上述也不是很令 人满意的解决方案和在US-5923302中描述的端射解决方案。实施例的一个好处在于，第一波导组件能够以低成本来设计和制 造。另外的优点在于，它比起从现有技术已知的前端的和/或尾部的天 线是更便宜的和更轻的。第一波导的另一个优点在于，被集成到飞机 中变得更易于执行。而且，与在US-5923302中描述的天线系统共享以下的优点，即， 没有很大的重量加到脊背单元重量上，并且第一波导组件能够被安装 在脊背单元上，而不用对现有脊背单元进行较多重新设计。再者，由于第一波导基本上在脊背单元的整个长度上延伸，所以第一波导可被 用于馈送能量给前和后天线元件。再者，第一波导和天线装置形成可 以容易地在原地直接安装在现有脊背单元上的一组部件，并且彼此连 接，并且被连接到已有装置，例如第一T/R单元。第一T/R单元可以 通过把所有的第一 T/R单元连接到专用第一波导而被耦合到第一波 导，以及给相邻的第一波导配备以口径(aperture)，以便允许专用第 一波导中的电磁信号传送到其余的第一波导。在可替换的实施例中， 一个T/R单元被耦合到一个第一波导，并且第一波导和T/R单元的数 目是相同的。在再一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机载雷达系统的天线系统（１），天线系统（１）包括脊背单元（８），脊背单元（８）具有沿高度方向（Ｚ）和纵向方向（Ｘ）扩展的两个相对的长侧面（９），和沿横向方向（Ｙ）和高度方向（Ｚ）扩展的两个相对的短侧面（１０），以及与底面（１２）相对的顶面（１１），每个面沿纵向方向（Ｘ）和横向方向（Ｙ）扩展，其中天线系统（１）包括天线装置（１４），其特征在于，天线装置（１４）被间隔开，并结合一个短侧面或两个短侧面（１０）而被安装并且沿高度方向（Ｚ）延伸，其中每个天线装置（８）包括波导板（２１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A胡克，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]