Радиолокационная антенная решетка

Изобретение относится к антенной технике, а именно к радиолокационным антенным решеткам. Техническим результатом является обеспечение необходимого отвода тепла от антенных модулей при увеличении мощности фазированной антенной решетки, создание равных тепловых режимов для модулей ФАР, повышение ремонтопригодности. Технический результат достигается тем, что радиолокационная антенная решетка с ребрами жесткости, расположенными параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки с охватывающими их стенки антенными модулями отличается тем, что ребро жесткости с охватывающими его стенки антенными модулями, объединенное с рамой и размещенными на ней распределителем, приемником, узлом коммутации, образуют антенный узел, при этом ребро жесткости имеет смежные раздельные оребренные каналы для прохода воздуха от средств вентиляции в противоположных направлениях одновременно и снабжено фланцами с отверстиями на каждом для входа и выхода воздуха, объединяемыми с посадочными местами с отверстиями для прохода воздуха и определяющими шаг установки антенных узлов на опорном замкнутом по контуру фланце корпуса. 8 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации, а именно - к радиолокационным решеткам, которые могут быть использованы в радиотехнических системах для определения координат целей с помощью моноимпульсного метода пеленгации.

Известна конструкция радиолокационной антенной решетки, содержащая совокупность антенных модулей, установленных в корпусе, снабженная основанием для объединения с узлом подвески, с возможностью развертывания из горизонтального транспортного положения в вертикальное рабочее положение и вращения антенной решетки в ее рабочем положении с помощью приводов, корпус антенной решетки выполнен герметичным и совмещенным с обтекателем антенных модулей, выполненным в виде защитной электромагнитно-прозрачной стенки корпуса антенной решетки, антенные модули установлены в корпусе антенной решетки и расположены для обеспечения теплового режима в условиях принудительного подвода средствами вентиляции воздушного потока через входные и распределительные отверстия полого продольного каркасного элемента, расположенного параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки и снабженного радиаторами охлаждения антенных модулей (Патент РФ №2308129, МПК H01Q 1/28, 2005 г.).

Наиболее близкой по технической сущности является выбранная за прототип радиолокационная антенная решетка с зафиксированными в пазах основания ребрами жесткости, расположенными параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки и снабженными радиаторами охлаждения с охватывающими их стенки антенными модулями. Ребра жесткости выполнены заодно, образуя совместно жесткую конструкцию с внешней полой стенкой корпуса антенной решетки, в которой выполнены входные отверстия для принудительной подачи воздуха внешними средствами вентиляции, причем ребра жесткости образуют совместно с внешней стенкой антенной решетки контурные каналы для прохода воздушного потока, изолированные от внутреннего объема антенной решетки. Радиолокационная антенная решетка снабжена корпусом с основанием для объединения с узлом подвески, с возможностью развертывания из горизонтального транспортного положения в вертикальное рабочее положение и вращения антенной решетки в ее рабочем положении с помощью приводов, корпус антенной решетки выполнен герметичным и совмещенным с обтекателем антенных модулей, выполненным в виде защитной электромагнитно-прозрачной стенки корпуса антенной решетки, антенные модули расположены для обеспечения теплового режима в условиях принудительного подвода средствами вентиляции внешнего, изолированного от внутреннего объема антенной решетки воздушного потока, через входные и распределительные отверстия полого продольного каркасного элемента (Патент РФ №2435264, МПК H01Q 21/00, 2010 г.).

Недостатком известной конструкции являются ограниченные возможности по увеличению объема подаваемого воздуха при увеличении мощности фазированной антенной решетки в заданных габаритных размерах, неравномерное распределение температур на теплоотводящей поверхности приемопередающих модулей и фиксация в пазах основания антенной решетки ребер жесткости с охватывающими их стенки антенными модулями, что снижает ремонтопригодность конструкции при значительном количестве размещаемых на ребре жесткости элементов фазированной решетки.

Перед авторами стояла задача обеспечения подачи необходимого количества воздуха для отвода тепла от антенных модулей при увеличении мощности фазированной антенной решетки и повышения ремонтопригодности путем замены ребер жесткости со значительным количеством размещенных на них элементов фазированной антенной решетки.

Задача решена за счет того, что в радиолокационной антенной решетке с ребрами жесткости, расположенными параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки с охватывающими их стенки антенными модулями, снабженной корпусом с основанием для объединения с узлом подвески, с возможностью развертывания из горизонтального транспортного положения в вертикальное рабочее положение и вращения антенной решетки в ее рабочем положении с помощью приводов, корпус антенной решетки выполнен герметичным и совмещенным с обтекателем антенных модулей, выполненным в виде защитной электромагнитно-прозрачной стенки корпуса антенной решетки, антенные модули расположены для обеспечения теплового режима в условиях принудительного подвода средствами вентиляции внешнего, изолированного от внутреннего объема антенной решетки воздушного потока, через входные отверстия ребра жесткости с охватывающими его стенки антенными модулями, объединенное с рамой и размещенными на ней распределителем, приемником, узлом коммутации, образуют антенный узел, при этом ребро жесткости имеет смежные раздельные оребренные каналы для прохода воздуха от средств вентиляции в противоположных направлениях одновременно и снабжено фланцами с отверстиями на каждом для входа и выхода воздуха, объединяемыми с посадочными местами с отверстиями для прохода воздуха и определяющими шаг установки антенных узлов на опорном замкнутом по контуру фланце корпуса, с примыкающими к отверстиям во фланце корпуса для выхода нагретого воздуха из ребер жесткости продольными каркасными элементами с открытыми концами, выполненными заодно с элементами распределительных устройств, образующими каналы и распределяющими поток воздуха между каналами, с одной стороны снабженными средствами вентиляции для принудительной подачи внешнего воздуха, а другой стороной объединенными с фланцем корпуса и фланцем ребра жесткости антенного узла.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение подачи необходимого количества воздуха для отвода тепла от антенных модулей при увеличении мощности фазированной антенной решетки, создание равных тепловых режимов для модулей ФАР, повышение ремонтопригодности.

Заявляемая радиолокационная антенная решетка обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемая радиолокационная антенная решетка по мнению заявителя и авторов соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. неизвестен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где

- на фиг. 1 представлен вид спереди;

- на фиг. 2 - вид справа;

- на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 1;

- на фиг. 4 - узел антенный;

- на фиг. 5 - корпус;

- на фиг. 6 - вид Б;

- на фиг. 7 - разрез В-В;

- на фиг. 8 - разрез Г-Г.

Радиолокационная антенная решетка 1 основанием 2 корпуса 3 объединена с узлом подвески 4 с возможностью развертывания из горизонтального транспортного положения в вертикальное рабочее и вращения с помощью приводов (на чертежах не показаны).

Радиолокационная антенная решетка 1 представляет собой совокупность антенных модулей 5, охватывающих стенки ребер жесткости 6 и расположенных параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки. Ребро жесткости 6 с охватывающими ее стенки антенными модулями 5, объединенное с рамой 7 и установленными на ней распределителем 8, приемником 9, узлом коммутации 10, образуют антенный узел 11. Антенные модули 5 защищены от внешних механических и климатических воздействий электромагнитно-прозрачной стенкой 12. Ребро жесткости 6 имеет два фланца 13 с отверстиями для входа и выхода воздуха в каждом и смежные раздельные каналы 14, 15 для прохода воздуха в противоположных направлениях одновременно от средств вентиляции 16, 17, что обеспечивает равномерный отвод тепла от всех антенных модулей 5 антенного узла 11. Теплонагруженные антенные модули 5 охватывают ребро жесткости 6 в зоне отвода тепла, а на раме 7 размещены устройства антенного узла 11 в условиях естественной конвекции. Для улучшения теплопередачи внутренняя поверхность стенок смежных каналов 14, 15 ребра жесткости 6 увеличивается за счет ребер 18, в совокупности составляющих радиатор, одновременно повышающими прочность ребер жесткости 6. Антенные узлы 11 своими фланцами 13 герметично соединены с посадочными местами с отверстиями для прохода воздуха во фланце 19 корпуса 3 и определяющими шаг установки антенных узлов.

С противоположной стороны к отверстиям во фланце 19 примыкают продольные каркасные элементы 20, через открытые концы которых удаляется нагретый воздух из ребер жесткости 6. Продольные каркасные элементы 20 выполнены заодно с элементами устройств распределения 21, образующими каналы и распределяющими поток воздуха между каналами, с одной стороны снабженными средствами вентиляции 16 для принудительной подачи внешнего воздуха, а с другой стороной объединенными с фланцем 19 корпуса и фланцем 13 ребра жесткости 6 антенного узла 11. При этом внешний воздух от средств вентиляции 16 через распределительные устройства 21 подается в ребра жесткости 6 для охлаждения антенных модулей 5. Ребро жесткости 6 фланцем 13, расположенным на противоположном конце, объединено с фланцем 19 корпуса 3 с примыкающим к отверстиям для выхода нагретого воздуха из ребер жесткости 6 продольным каркасным элементом 22. Другой стороной продольный каркасный элемент проходит сквозь стенку 23 корпуса 3 и имеет открытый конец. На продольных каркасных элементах 22 зафиксированы элементы распределительных устройств 24, переходящие на стенки 23 для объединения с отверстиями в стенках для принудительной подачи воздуха от средств вентиляции 17, образующие каналы и распределяющие поток воздуха между каналами, расположенные в ряд для прохода внешнего воздуха, и своими стенками образуют ребра жесткости, повышающие прочность корпуса, а противоположными концами объединяются с отверстиями во фланце 19 для прохода наружного воздуха в ребра жесткости 6 антенных узлов 11. Замкнутый по контуру фланец 19, примыкающие к нему продольные каркасные элементы 20, 22, выполненные заодно с распределительными устройствами 21, 24, совместно со стенками 23 образуют прочную опорную конструкцию для фланцев 13 ребер жесткости 6 антенных узлов 11. Прочность опорной конструкции корпуса обеспечивается ребрами и перегородками, установленными определенным образом, одновременно формируя каналы для прохода воздуха.

Радиолокационная антенная решетка с учетом вышеприведенного описания работает следующим образом.

Воздух средствами вентиляции 16, 17 подается в распределительные устройства 21, 24. Устройства распределения направляют воздушный поток через отверстия во фланце 19 корпуса 3 и входные отверстия во фланце 13 в каналы 14, 15 ребра жесткости 6. Воздушный поток, проходя между ребрами 18 радиатора, забирает часть тепла, отдаваемого антенными модулями 5, охватывающими ребро жесткости 6 антенного узла 11 и через выходные отверстия во фланце 13 на противоположном конце ребра жесткости и открытые концы продольных каркасных элементов 20, 22, примыкающих к фланцу 19 корпуса 3, выходит наружу. Воздушный поток от средств вентиляции 16, 17 проходит через смежные каналы ребер жесткости 6 в противоположном направлении, тем самым обеспечивая равномерный отвод тепла от антенных модулей 5, охватывающих ребро жесткости 6. Нагрузка от антенных узлов 11, герметично соединенных с определенным шагом с посадочными местами и отверстиями для прохода воздуха во фланце 19 корпуса 3, распределяется на опорной конструкции, образованной фланцем 19, замкнутым по контуру с примыкающими к нему продольными каркасными элементами 20, 22, выполненными заодно с распределительными устройствами 21, 24 и объединенными стенками 23, совместно с антенными узлами 11 образуют прочную конструкцию радиолокационной антенной решетки 1. Прочность опорной конструкции корпуса обеспечивается ребрами и перегородками, установленными определенным образом, одновременно формируя каналы для прохода воздуха.

На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация на заявляемую конструкцию, изготовлены экспериментальный и опытный образцы радиолокационной антенной решетки, испытания которых подтвердили работоспособность и эффективность заявляемой конструкции радиолокационной антенной решетки.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Радиолокационная антенная решетка с ребрами жесткости, расположенными параллельно линии распределения антенных модулей вдоль полотна антенной решетки с охватывающими их стенки антенными модулями, снабженная корпусом с основанием для объединения с узлом подвески, с возможностью развертывания из горизонтального транспортного положения в вертикальное рабочее положение и вращения антенной решетки в ее рабочем положении с помощью приводов, корпус антенной решетки выполнен герметичным и совмещенным с обтекателем антенных модулей, выполненным в виде защитной электромагнитно-прозрачной стенки корпуса антенной решетки, антенные модули расположены для обеспечения теплового режима в условиях принудительного подвода средствами вентиляции внешнего, изолированного от внутреннего объема антенной решетки воздушного потока, через входные отверстия ребра жесткости, отличающаяся тем, что ребро жесткости с охватывающими его стенки антенными модулями, объединенное с рамой и размещенными на ней распределителем, приемником, узлом коммутации, образуют антенный узел, при этом ребро жесткости имеет смежные раздельные оребренные каналы для прохода воздуха от средств вентиляции в противоположных направлениях одновременно и снабжено фланцами с отверстиями на каждом для входа и выхода воздуха, объединяемыми с посадочными местами с отверстиями для прохода воздуха и определяющими шаг установки антенных узлов на опорном замкнутом по контуру фланце корпуса, с примыкающими к отверстиям во фланце корпуса для выхода нагретого воздуха из ребер жесткости продольными каркасными элементами с открытыми концами, выполненными заодно с элементами устройств распределения, образующими каналы и распределяющими поток воздуха между каналами, с одной стороны снабженными средствами вентиляции для принудительной подачи внешнего воздуха, а другой стороной объединенными с фланцем корпуса и фланцем ребра жесткости антенного узла.