文曉明

（安徽長(zhǎng)安專用汽車制造有限公司, 安徽 六安 237010）

導(dǎo)航雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文曉明

（安徽長(zhǎng)安專用汽車制造有限公司, 安徽 六安 237010）

導(dǎo)航雷達(dá)在現(xiàn)代社會(huì)中運(yùn)用領(lǐng)域十分廣泛，本文簡(jiǎn)單介紹了導(dǎo)航雷達(dá)伺服系統(tǒng)的主要組成和參數(shù)設(shè)計(jì)。希望通過(guò)此次研究，對(duì)以后雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有促進(jìn)作用。

導(dǎo)航雷達(dá)；伺服系統(tǒng)；組成；設(shè)計(jì)

1 導(dǎo)航雷達(dá)伺服系統(tǒng)組成

導(dǎo)航雷達(dá)伺服機(jī)構(gòu)主要有3部分組成。包括天線電機(jī)驅(qū)動(dòng)、天線方位識(shí)別和產(chǎn)生艦首導(dǎo)前標(biāo)識(shí)。電氣示意框圖、天線以及天線底座內(nèi)部安裝示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 導(dǎo)航雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 天線轉(zhuǎn)速控制

天線轉(zhuǎn)速是24rpm/42rpm，電機(jī)選擇1500r/min，減速比設(shè)計(jì)為60：1，那么轉(zhuǎn)速約為24r/min。第一組齒輪減速比為6：1，帶減速機(jī)的電機(jī)軸轉(zhuǎn)速應(yīng)該是144r/min。電機(jī)的齒輪減速比正好是齒輪模數(shù)比的倒數(shù)，傳動(dòng)比為：i14= i12·i2，3·i3≈90.4，天線傳動(dòng)齒輪模數(shù)之間的關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 天線傳動(dòng)齒輪模數(shù)之間的關(guān)系

1.1.1 電機(jī)扭矩計(jì)算

要帶動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)需要選擇電機(jī)扭矩值的大?。禾炀€的外型和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及尺寸標(biāo)注如圖3所示。

圖3 天線的外型和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向及尺寸標(biāo)注

密度均勻的旋轉(zhuǎn)棒型物體力矩公式為：

GD2=（L2+d2）·g ·ρ·S·L/3＝G·（L2+d2）／3式中：GD2——力矩，N·m；

G＝mg——重力，N；

L ——橫向天線長(zhǎng)度，m；

S ——橫截面面積，m2；

ρ——物體密度，kg/m3；

g——重力加速度，m/s2；

d——橫向截面寬度，m。

按最大值算：m=5kg 、L=1.1m、d=0.2m得：

不考慮減速箱的效率，電機(jī)的扭矩應(yīng)該為：0.34N·m。轉(zhuǎn)換成1500r/min電機(jī)的功率為：

P=TM·NM/9565

式中：P——電動(dòng)機(jī)功率，kW；

TM——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N·m；

NM——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。

算得電機(jī)的功率為：P≈52W，考慮齒輪傳動(dòng)效率，另外，電機(jī)功率選擇增加一定的余量，電機(jī)功率選擇100W足夠了。

據(jù)以上理論分析：電機(jī)與減速機(jī)選擇杭州羅紋電子有限公司型號(hào)為92BLZ，24VDC電機(jī)。

1.1.2 方位角度產(chǎn)生和艦首標(biāo)識(shí)信號(hào)

圖4

導(dǎo)航雷達(dá)的方位脈沖，是靠帶槽的光電開(kāi)關(guān)和一個(gè)裝在天線傳動(dòng)齒輪上的碼盤來(lái)識(shí)別，如圖4。

裝在天線傳動(dòng)齒輪上的碼盤正好有60個(gè)光孔，通過(guò)6：1的減速比，正好對(duì)應(yīng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)6圈對(duì)應(yīng)天線轉(zhuǎn)一周。碼盤光電開(kāi)關(guān)產(chǎn)生359個(gè)方位脈沖，經(jīng)過(guò)激勵(lì)電壓放大與功率驅(qū)動(dòng)輸出。

艦首線的產(chǎn)生，是在天線底座上做個(gè)刻度線和1個(gè)磁性感應(yīng)器，安裝天線時(shí)將這個(gè)刻度指向艦首，電路上通過(guò)一個(gè)磁力開(kāi)關(guān)感應(yīng)就形成艦首線信號(hào)。

[1] 彭祥龍. 船用導(dǎo)航雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展及最新應(yīng)用[J].電訊技術(shù)，2013(09).

[2] 常會(huì)振. 船舶導(dǎo)航雷達(dá)發(fā)展趨勢(shì)的研究[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月)，2013(01).

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