地面雷達(dá)天線骨架制造工藝技術(shù)的研究

[摘 要]天線骨架的質(zhì)量影響著地面雷達(dá)的工藝質(zhì)量 ，它是地面雷達(dá)的主要構(gòu)造部分，特點(diǎn)在于承重力量大、工藝細(xì)致，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。依照這種天線骨架的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)，制造地面雷達(dá)的時(shí)候必須注意幾個(gè)方面，例如要選擇承重好質(zhì)量輕的材料作為主材料，在制造時(shí)要用更精密的機(jī)器進(jìn)行制造，設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)要能夠減輕材料之間的壓力，時(shí)刻做好對(duì)雷達(dá)的檢查保護(hù)工作，筆者擁有豐富的雷達(dá)制造經(jīng)驗(yàn)，在此提出個(gè)人拙見(jiàn)，希望能為天線骨架的制造產(chǎn)生幫助。

[關(guān)鍵詞]天線骨架；成型工藝方法；殘余應(yīng)力；振動(dòng)時(shí)效

中圖分類(lèi)號(hào)：TN957.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）07-0368-01

引言

天線骨架在雷達(dá)中主要起到承受重力，支撐雷達(dá)的作用，它是雷達(dá)的一個(gè)關(guān)鍵部分，天線制造中必須降低工業(yè)誤差，以及提高骨架的制造精度，這對(duì)雷達(dá)的探測(cè)效果起著決定性作用，尤其作為地面雷達(dá)，要具有抵抗地面輕微地表活動(dòng)的能力，這對(duì)精度的要求更加嚴(yán)格，地面雷達(dá)要具有調(diào)整探測(cè)角度的能力，這使得地面雷達(dá)必須，輕捷，堅(jiān)固，工藝細(xì)致，這些必要條件成了為雷達(dá)生產(chǎn)的最大阻力。

在雷達(dá)的制造過(guò)程中，為了保持輕捷、堅(jiān)固、工藝細(xì)致的特點(diǎn)，使用怎樣的器械，怎樣使雷達(dá)變得更加堅(jiān)固，這些都是制造者應(yīng)該著重考慮的問(wèn)題。筆者對(duì)雷達(dá)制造的工藝需求等關(guān)鍵之處做出了細(xì)致解釋?zhuān)Ｍx者對(duì)雷達(dá)的制造有所了解。

一、雷達(dá)骨架的選材

雷達(dá)骨架的選材是骨架制造首先應(yīng)該考慮的問(wèn)題，使用怎樣的材料能使雷達(dá)變得更加堅(jiān)固且輕捷，這是骨架制造的重點(diǎn)，現(xiàn)在世界范圍內(nèi)各國(guó)雷達(dá)選材主要有鋁、鋼甚至價(jià)格昂貴的鈦合金和復(fù)合材料。使用哪種材料來(lái)制造雷達(dá)骨架，應(yīng)該按照雷達(dá)不同的功能作用來(lái)確定，其參考條件主要有：使用的外界環(huán)境、材料的性?xún)r(jià)比、現(xiàn)有條件能否制造等等。這些影響制造的因素，雷達(dá)生產(chǎn)者都必須進(jìn)行詳細(xì)考慮確定。

在進(jìn)行選材時(shí)，一個(gè)決定選材的主要因素是在限定的質(zhì)量范圍內(nèi)，使雷達(dá)生產(chǎn)的更加堅(jiān)固耐用，這就要考慮材料的彈性、比剛度、比強(qiáng)度等等問(wèn)題（表1）。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，具有較高比強(qiáng)度和比剛度的是碳纖維復(fù)合材料，其比剛度、比強(qiáng)度相對(duì)更高，溫脹系數(shù)低，這是顯著的兩高一低，是制造骨架的最佳選擇，但在實(shí)際制造中應(yīng)該考慮材料的價(jià)格問(wèn)題，而它價(jià)格相對(duì)較高，不適合制造價(jià)格相對(duì)較低的地面雷達(dá)，這不符合制造因素中的性?xún)r(jià)比，所以放棄碳纖維復(fù)合纖維材料。

為符合雷達(dá)的靈活性需求，要適度降低骨架的重量，常見(jiàn)使用的集中材料包括鋁合金、鈦合金。為符合雷達(dá)的硬度需求，相較于鋼材上述兩種材料的比強(qiáng)度更大，能更大程度上減輕雷達(dá)的質(zhì)量，所以這兩種材料在航空領(lǐng)域有著極其重要的作用。但這兩種材料彈性較差，容易產(chǎn)生形變，使其無(wú)法對(duì)硬度要求高的模塊產(chǎn)生作用。材料的輕捷堅(jiān)固是選材的重要因素，而這兩種材料不能滿(mǎn)足堅(jiān)固的要求，所以在生產(chǎn)地面雷達(dá)中并不推廣使用。與之相比，鋼材的比剛度更高，易塑性、性?xún)r(jià)比高，所以鋼材更適合用于制造地面雷達(dá)。

二、天線骨架的制造技術(shù)

通過(guò)上文我們對(duì)各種材料之間性能的對(duì)比得出結(jié)論，常見(jiàn)的地面雷達(dá)主要以鋼結(jié)構(gòu)為主，這是在保證材料性?xún)r(jià)比的基礎(chǔ)上硬度最高的材料，連接兩條鋼材的方法主要是通過(guò)焊接和鉚接。在雷達(dá)制造中用的最多的是焊接法，在焊接的過(guò)程中要注意焊接的先后次序，然后通過(guò)相應(yīng)措施使材料變得更加細(xì)致，消除材料內(nèi)部應(yīng)力。要嚴(yán)格控制骨架的每一步焊接，不能使焊接面存在氣泡等等，并通過(guò)相應(yīng)辦法對(duì)焊接后的材料進(jìn)行檢查，保證焊接無(wú)差錯(cuò)。

在通過(guò)鉚接法來(lái)制造雷達(dá)骨架的時(shí)候，要把材料固定緊密，以防鉚接過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，然后放好其它材料應(yīng)該鉚接的位置，保證形狀和架構(gòu)之后再進(jìn)行鉚接，鉚接的不足在于無(wú)法消除鉚釘?shù)臍堄鄳?yīng)力，而且在生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)發(fā)出大量噪音。

三、消除骨架應(yīng)力

1.殘余應(yīng)力對(duì)骨架的消極影響

在焊接骨架完成后進(jìn)行退溫的時(shí)候，因?yàn)楹附狱c(diǎn)體積的變化所形成的殘余應(yīng)力一般有兩種包括熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，其中占得最多的是熱應(yīng)力。

殘余應(yīng)力會(huì)影響骨架的堅(jiān)固度，使用時(shí)間等等這對(duì)后期雷達(dá)的使用有特別大的危害，所以有效的消除骨架應(yīng)力是必要的。

2.消除應(yīng)力的方法

以往使用消除應(yīng)力的方法有熱時(shí)效和自然時(shí)效，熱時(shí)效就是將材料經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱處理使應(yīng)力消除的辦法，這種辦法具有需要特殊的器具，成本較高，速度較慢，易造成污染等缺點(diǎn)。

自然時(shí)效法就是把材料放置于自然環(huán)境中，利用環(huán)境與材料之間的溫度差別使材料發(fā)生緩慢的變化達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的，這種方法需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

隨著技術(shù)的發(fā)展人們開(kāi)發(fā)出了VSR技術(shù)，它是通過(guò)共振消除殘存應(yīng)力的方法，不同于以往的方法。這種方法有節(jié)約時(shí)間，可以滿(mǎn)足不同的需求，操作方法簡(jiǎn)單，降低資源的使用，環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，所以這種方法常用于現(xiàn)代各個(gè)行業(yè)的應(yīng)力消除中。

四、骨架的防護(hù)

雷達(dá)骨架常處于不同的自然環(huán)境中，要使得雷達(dá)骨架具有應(yīng)對(duì)不同環(huán)境的能力，這就需要對(duì)雷達(dá)骨架進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，做好雷達(dá)骨架制作的前期工作，定時(shí)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行檢查，保護(hù)雷達(dá)的正常使用對(duì)于雷達(dá)的保護(hù)是非常有必要的。

結(jié)束語(yǔ)

地面雷達(dá)骨架的構(gòu)造包括了對(duì)方方面面的工藝要求，通過(guò)文章中的介紹，我們系統(tǒng)的知道了雷達(dá)骨架的制造流程，要使得雷達(dá)制造工藝再取得發(fā)展，我們就要尋找性?xún)r(jià)比高的材料，發(fā)展更加精密的制造工藝，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固的骨架構(gòu)造，這是制造出更優(yōu)質(zhì)雷達(dá)骨架的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 張潤(rùn)逵.戚仁欣.張樹(shù)雄.雷達(dá)結(jié)構(gòu)與工藝（上冊(cè)）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013：216-218.

[2] 蒸榮松.雷達(dá)天線骨架材料的研究[J].杭州電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.24（6）：74-77.

[3] 王剛.振動(dòng)時(shí)效消除壓力容器的焊接應(yīng)力[J].青海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（20）：176-178.

[4] 李強(qiáng).彭京啟.振動(dòng)時(shí)效消除構(gòu)件殘余應(yīng)力的理論和方法[J].華北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（22）：56-58.

作者簡(jiǎn)介

張偉，1981年9月，女，漢，安徽鳳臺(tái)，2006年7月畢業(yè)于淮南師范學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，學(xué)士，現(xiàn)供職于中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所，工程師，研究方向：電子裝聯(lián)工藝。