[發明專利]一種集成一體化的無人平臺傳感器結構

有效

• 申請號: 201410233653.4
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104035073A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 方偉奇;杜自成;張艷;李飛;高一棟;曹峰
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;H01Q1/22;H01Q1/52
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于機械和電路領域，具體涉及集成一體化的無人平臺傳感器結構，一種連桿和螺旋副傳動機構實現該傳感器的俯仰位置調整、信號處理和電源模塊的散熱、收發分置天線的波導法蘭共形集成設計以及收發天線的信號屏蔽隔離等。通過該方法解決了小型化收發天線分置雷達傳感器的俯仰控制、散熱、天線集成設計和收發信號的隔離等難題。

背景技術

無人平臺傳感器安裝在無人地面戰車上，用于車輛在復雜環境中的防撞預警、車輛自動編隊行進輔助駕駛系統。總體單位要求傳感器工作波長短、外形小型化。

傳感器在工作過程中有±10°的俯仰調整要求，并且考慮到特定的安裝要求，需設計一種專用的俯仰調整機構滿足俯仰角度調整要求。

由于信號處理板上部分芯片以及電源模塊的熱耗較大，并且傳感器整體外形尺寸250mm×150mm×100mm較小，此時功率芯片的熱設計尤為重要，本方法綜合采用傳導和對流散熱技術，滿足傳感器在高溫條件下的正常工作要求。

收發分置的天線采用波導縫隙陣形式，滿足重量輕、小型化要求；頻率綜合器和接收機采用集成化設計，完成發射信號的產生和回波信號的放大；頻綜采用全相參直接混頻技術，設計有兩種波形，滿足不同的需求。收發天線統一封裝在同一矩形口徑中，為了保證收發天線間50dB的隔離度要求，需要在收發天線間加入吸波材料壁或金屬壁隔離，同時在滿足安裝要求的前提下，應盡量擴大收發天線間的距離。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種集成一體化的無人平臺傳感器結構，

技術方案

一種集成一體化的無人平臺傳感器結構，其特征在于包括俯仰安裝板1、天線罩2、第一銷軸3、車體4、線性位移傳感器5、驅動電機6、電動伸縮桿7、推桿8、第二銷軸9、散熱翅片10、轉接波導12、十六路開關模塊15、接收模塊16、信號處理板17、后蓋18、電源模塊19、微波模塊20、殼體21、發射天線23、接收天線24、風機25、散熱器27、百葉窗28和電連接器31；殼體21為中空結構，中空的腔體區域I部位設有散熱翅片10，十六路開關模塊15和微波模塊20貼裝在殼體21的前腔，接收天線24安裝在十六路開關模塊15上，發射天線23安裝在微波模塊20上面，兩者之間靠轉接波導12連接，發射天線23與接收天線24之間設有隔離板，天線罩2固定在殼體21的前端；接收模塊16和電源模塊19貼裝在殼體21的后腔；信號處理板17的發熱器件貼附在后蓋18上，后蓋18安裝在殼體21后端，后蓋散熱器27釬焊在后蓋18上；后蓋18同時與俯仰安裝板1固聯，俯仰安裝板1上設有三個第一銷軸3，其中位于下側的兩個第一銷軸3連接車體4，上側的第一銷軸3連接推桿8，在結構上形成鉸鏈旋轉副；推桿8通過第二銷軸9連接電動伸縮桿7，在結構上形成鉸鏈旋轉副；電動伸縮桿7順序同軸連接線性位移傳感器5和驅動電機6；所述電動伸縮桿7固定在車體4上；所述后蓋18上的側邊上設有百葉窗28，相對的另一側設有風機25；用于內外數據交換的連接器31安裝在后蓋18上。

信號處理板17的發熱器件與后蓋18之間設有導熱襯墊22。

所述導熱襯墊22為具有高導熱系數卻不導電的柔性填充材料。

所述散熱翅片10采用真空鋁釬焊工藝焊接在中空的腔體區域I。

所述接收天線24的陣面裂縫波導采用共形法蘭端面。

所述轉接波導12采用90°切角波導和矩形法蘭端面安裝形式。

在轉接波導12上設有波導墊片14，調整接收天線24和發射天線23的陣面的共面。

有益效果

本發明提出的一種集成一體化的無人平臺傳感器結構，傳感器±10°的俯仰角度調整靠特定的連桿機構完成，該連桿機構為一連桿滑塊機構。滑塊機構在工程上以絲杠螺母的螺旋傳動副體現。對于等效的單自由度的連桿滑塊機構，其驅動力為絲杠螺母形式的電動推桿機構。由于考慮傳感器在任意角度位置的自鎖要求，電動推桿具備自鎖性。整個傳感器安裝在俯仰安裝板上，俯仰安裝板在電動推桿的推動下，完成俯仰角度調整。該連桿滑塊機構整體尺寸較小，節省安裝空間；并且由于負載力臂短、力矩較小，完成俯仰所需的推力功率較小。俯仰角度傳感器反饋的實時角度控制信息可由電動推桿的線性位移換算完成。

中空的殼體是整個傳感器的安裝基體，中空的散熱內腔體設計有散熱翅片，安裝在盒體前后端面的十六路開關模塊、接收模塊、微波模塊、電源模塊的熱量傳遞到腔體內部中空散熱腔體后，靠風機對流完成散熱。信號處理板的散熱靠后殼上的散熱翅片完成。