本发明专利技术涉及一种集成一体化的无人平台传感器结构，采用的连杆滑块机构实现了±10°的俯仰要求。传感器重心的合理排布减小了负载力矩，降低了完成俯仰所需的电机功率。俯仰机构具备在任意位置的自锁功能，俯仰误差精度控制在2分以内。独创的中空散热风道技术，即保证了传感器各分系统在密封的条件下工作，又能满足各分系统的散热要求。接收天线采取非标法兰裂缝波导阵列的形式，用钎焊工艺完成波导腔体的密封，极大压缩了传统裂缝波导阵的外形尺寸。采用90°切角连接波导以较小的空间尺寸完成发射天线与微波模块的集成对接。天线收发信号的隔离板采用在在金属铝板上贴服吸波材料的方式实现，从而保证了收发天线近距离安装时收发信号的隔离度要求。
【技术实现步骤摘要】
一种集成一体化的无人平台传感器结构
本专利技术属于机械和电路领域，具体涉及集成一体化的无人平台传感器结构，一种连杆和螺旋副传动机构实现该传感器的俯仰位置调整、信号处理和电源模块的散热、收发分置天线的波导法兰共形集成设计以及收发天线的信号屏蔽隔离等。通过该方法解决了小型化收发天线分置雷达传感器的俯仰控制、散热、天线集成设计和收发信号的隔离等难题。
技术介绍
无人平台传感器安装在无人地面战车上，用于车辆在复杂环境中的防撞预警、车辆自动编队行进辅助驾驶系统。总体单位要求传感器工作波长短、外形小型化。传感器在工作过程中有±10°的俯仰调整要求，并且考虑到特定的安装要求，需设计一种专用的俯仰调整机构满足俯仰角度调整要求。由于信号处理板上部分芯片以及电源模块的热耗较大，并且传感器整体外形尺寸250mmX150mmX100mm较小，此时功率芯片的热设计尤为重要，本方法综合采用传导和对流散热技术，满足传感器在高温条件下的正常工作要求。收发分置的天线采用波导缝隙阵形式，满足重量轻、小型化要求；频率综合器和接收机采用集成化设计，完成发射信号的产生和回波信号的放大；频综采用全相参直接混频技术，设计有两种波形，满足不同的需求。收发天线统一封装在同一矩形口径中，为了保证收发天线间50dB的隔离度要求，需要在收发天线间加入吸波材料壁或金属壁隔离，同时在满足安装要求的前提下，应尽量扩大收发天线间的距离。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种集成一体化的无人平台传感器结构，技术方案一种集成一体化的无人平台传感器结构，其特征在于包括俯仰安装板1、天线罩2、第一销轴3、车体4、线性位移传感器5、驱动电机6、电动伸缩杆7、推杆8、第二销轴9、散热翅片10、转接波导12、十六路开关模块15、接收模块16、信号处理板17、后盖18、电源模块19、微波模块20、壳体21、发射天线23、接收天线24、风机25、散热器27、百叶窗28和电连接器31 ;壳体21为中空结构，中空的腔体区域I部位设有散热翅片10，十六路开关模块15和微波模块20贴装在壳体21的前腔，接收天线24安装在十六路开关模块15上，发射天线23安装在微波模块20上面，两者之间靠转接波导12连接，发射天线23与接收天线24之间设有隔离板，天线罩2固定在壳体21的前端；接收模块16和电源模块19贴装在壳体21的后腔；信号处理板17的发热器件贴附在后盖18上，后盖18安装在壳体21后端，后盖散热器27钎焊在后盖18上；后盖18同时与俯仰安装板I固联，俯仰安装板I上设有三个第一销轴3，其中位于下侧的两个第一销轴3连接车体4，上侧的第一销轴3连接推杆8，在结构上形成铰链旋转副；推杆8通过第二销轴9连接电动伸缩杆7，在结构上形成铰链旋转副；电动伸缩杆7顺序同轴连接线性位移传感器5和驱动电机6 ;所述电动伸缩杆7固定在车体4上；所述后盖18上的侧边上设有百叶窗28，相对的另一侧设有风机25 ;用于内外数据交换的连接器31安装在后盖18上。信号处理板17的发热器件与后盖18之间设有导热衬垫22。所述导热衬垫22为具有高导热系数却不导电的柔性填充材料。所述散热翅片10采用真空铝钎焊工艺焊接在中空的腔体区域I。所述接收天线24的阵面裂缝波导采用共形法兰端面。所述转接波导12采用90°切角波导和矩形法兰端面安装形式。在转接波导12上设有波导垫片14，调整接收天线24和发射天线23的阵面的共面。有益效果本专利技术提出的一种集成一体化的无人平台传感器结构，传感器±10°的俯仰角度调整靠特定的连杆机构完成，该连杆机构为一连杆滑块机构。滑块机构在工程上以丝杠螺母的螺旋传动副体现。对于等效的单自由度的连杆滑块机构，其驱动力为丝杠螺母形式的电动推杆机构。由于考虑传感器在任意角度位置的自锁要求，电动推杆具备自锁性。整个传感器安装在俯仰安装板上，俯仰安装板在电动推杆的推动下，完成俯仰角度调整。该连杆滑块机构整体尺寸较小，节省安装空间；并且由于负载力臂短、力矩较小，完成俯仰所需的推力功率较小。俯仰角度传感器反馈的实时角度控制信息可由电动推杆的线性位移换算完成。中空的壳体是整个传感器的安装基体，中空的散热内腔体设计有散热翅片，安装在盒体前后端面的十六路开关模块、接收模块、微波模块、电源模块的热量传递到腔体内部中空散热腔体后，靠风机对流完成散热。信号处理板的散热靠后壳上的散热翅片完成。由于传统BJ320波导管的标准法兰19.1mmX 19.1mm，接收阵列天线裂缝波导间距为12.5_。故采用传统标准单根阵列时，标准法兰不满足安装要求。在保证波导内壁和壁厚的前提下，采用共安装法兰的裂缝波导集成设计技术，用3A21材料的铝板将内腔加工出来后，采用真空铝钎焊技术将内腔封闭，焊接后导电氧化Ct.0cd处理。发射天线波导出口需与微波模块对接，同时需保证发射天线安装后与接收天线阵面共面。两者之间需90°转接波导和波导调整垫片完成对接和收发天线的共面调整。传统的弯波导由于弯曲半径较大，在尺寸受限的情况下，无法工程实现。故90°转接波导采用切角波导形式和矩形法兰安装端面。采用隔离板完成天线收发信号的隔离，隔离板的初始高度和位置依据收发天线电磁场强耦合的数据仿真得到，经过实际安装测试后有轻微调整，隔离板材料为特定频率的吸波材料。【附图说明】图1:本专利技术的集成一体化的无人平台传感器结构的俯仰安装图；图2:本专利技术的集成一体化的无人平台传感器结构的内部结构剖视图图3:本专利技术的集成一体化的无人平台传感器结构组成示意图前轴测图图4:本专利技术的集成一体化的无人平台传感器结构组成示意图后轴测图图5:接收天线组成示意图1-俯仰安装板，2-天线罩，3-第一销轴，4-车体，5-线性位移传感器，6-驱动电机，7-电动伸缩杆，8-推杆，9-第二销轴，10-散热翅片，12-转接波导，14-波导垫片，15-十六路开关模块，16-接收模块，17-信号处理板，18-后盖，19-电源模块，20-微波模块，21-壳体，22-导热衬垫，23-发射天线，24-接收天线，25-风机，26-隔离板，27-散热器，28-百叶窗，29-接收天线阵面顶板，30-接收天线封板，31-电连接器。【具体实施方式】现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述:本实施例包括:俯仰安装板1，天线罩2，第一销轴3，车体4，线性位移传感器5，驱动电机6，电动伸缩杆7，推杆8，第二销轴9，散热翅片10，转接波导12，波导垫片14，十六路开关模块15,接收模块16,信号处理板17,后盖18,电源模块19,微波模块20,壳体21,导热衬垫22，发射天线23，接收天线24，风机25，隔离板26，散热器27，百叶窗28，接收天线阵面顶板29，接收天线封板30和电连接器31。俯仰安装板I为传感器的安装载体，其通过销轴3分别与车体4和推杆8相连接，在结构上形成铰链旋转副。电动伸缩杆7固定在车体4上面，电动伸缩杆7仅可以水平方向伸缩，并具备在任意位置自锁功能。电动伸缩杆7末端安装驱动电机6和线性位移传感器5。该机构等效为一连杆滑块机构，由推杆线性伸缩位移可以等效计算出传感器俯仰的倾角。由于具备自锁性能推杆自身有存在0.1mm的回差，经过折算到俯仰轴，在俯仰向下-10°时，其最大测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成一体化的无人平台传感器结构，其特征在于包括俯仰安装板(1)、天线罩2、第一销轴(3)、车体(4)、线性位移传感器(5)、驱动电机(6)、电动伸缩杆(7)、推杆(8)、第二销轴(9)、散热翅片(10)、转接波导(12)、十六路开关模块(15)、接收模块(16)、信号处理板(17)、后盖(18)、电源模块(19)、微波模块(20)、壳体(21)、发射天线(23)、接收天线(24)、风机(25)、散热器(27)、百叶窗(28)和电连接器(31)；壳体(21)为中空结构，中空的腔体区域(I)部位设有散热翅片(10)，十六路开关模块(15)和微波模块(20)贴装在壳体(21)的前腔，接收天线(24)安装在十六路开关模块(15)上，发射天线(23)安装在微波模块(20)上面，两者之间靠转接波导(12)连接，发射天线(23)与接收天线(24)之间设有隔离板，天线罩(2)固定在壳体(21)的前端；接收模块(16)和电源模块(19)贴装在壳体(21)的后腔；信号处理板(17)的发热器件贴附在后盖(18)上，后盖(18)安装在壳体(21)后端，后盖散热器(27)钎焊在后盖(18)上；后盖(18)同时与俯仰安装板(1)固联，俯仰安装板(1)上设有三个第一销轴(3)，其中位于下侧的两个第一销轴(3)连接车体(4)，上侧的第一销轴(3)连接推杆(8)，在结构上形成铰链旋转副；推杆(8)通过第二销轴(9)连接电动伸缩杆(7)，在结构上形成铰链旋转副；电动伸缩杆(7)顺序同轴连接线性位移传感器(5)和驱动电机(6)；所述电动伸缩杆(7)固定在车体(4)上；所述后盖(18)上的侧边上设有百叶窗(28)，相对的另一侧设有风机(25)；用于内外数据交换的连接器(31)安装在后盖(18)上。...
【技术特征摘要】
1.一种集成一体化的无人平台传感器结构，其特征在于包括俯仰安装板(I)、天线罩2、第一销轴(3)、车体⑷、线性位移传感器(5)、驱动电机(6)、电动伸缩杆(7)、推杆⑶、第二销轴(9)、散热翅片(10)、转接波导(12)、十六路开关模块(15)、接收模块(16)、信号处理板(17)、后盖(18)、电源模块(19)、微波模块(20)、壳体(21)、发射天线(23)、接收天线(24)、风机(25)、散热器(27)、百叶窗(28)和电连接器(31);壳体(21)为中空结构，中空的腔体区域(I)部位设有散热翅片(10)，十六路开关模块(15)和微波模块(20)贴装在壳体(21)的前腔，接收天线(24)安装在十六路开关模块(15)上，发射天线(23)安装在微波模块(20)上面，两者之间靠转接波导(12)连接，发射天线(23)与接收天线(24)之间设有隔离板，天线罩(2)固定在壳体(21)的前端；接收模块(16)和电源模块(19)贴装在壳体(21)的后腔；信号处理板(17)的发热器件贴附在后盖(18)上，后盖(18)安装在壳体(21)后端，后盖散热器(27)钎焊在后盖(18)上；后盖(18)同时与俯仰安装板(I)固联，俯仰安装板(I)上设有三个第一销轴(3)，其中位于下侧的两个第一销轴(3)连接车体(4)，上侧的第一销轴(3)连接推...
【专利技术属性】
技术研发人员：方伟奇，杜自成，张艳，李飞，高一栋，曹峰，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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