一种高集成度大功率有源相控阵雷达阵面汇流条装置的制作方法

1.本发明涉及雷达电源技术，特别是大功率有源相控阵雷达阵面汇流条装置。


背景技术：

2.随着现代战场侦察监视装备的高速发展，对提升雷达探测威力需求也在不断提高，工程上一般通过增大天线尺寸和增加雷达发射功率两种途径提升雷达探测威力，但增大雷达天线尺寸受限于机动性，具有一定局限性，因此增大雷达发射功率也成为了必然选择。目前大型机动雷达发射功率可达几百千瓦，由于有源相控阵雷达高集成度等各方面严苛的要求，随着发射功率得不断提升雷达系统电源走线日益成为难点。传统雷达采用连接器加电缆的走线方式，受到走线空间及重量限制，同时难以达到高可靠性及环境适应性要求，难以解决大功率情况下安全性设计及高效率传输等问题。
3.公开号为cn112448245a的专利文献公开了一种机载雷达轻小型屏蔽汇流条及其制作方法，所述雷达轻小型屏蔽汇流条包括盖板、汇流条、绝缘体、壳体、若干对输入导线以及若干对输出导线，汇流条上开有与盖板上的第一通孔位置一一对应的第二通孔，绝缘体设有凹槽，汇流条内嵌于所述绝缘体的凹槽内，输入导线依次穿过盖板上的第一通孔、汇流条上的第二通孔，输入导线与汇流条电连接，输出导线依次穿过汇流条上的第二通孔以及盖板上的第一通孔，输出导线与汇流条电连接，绝缘体内嵌于壳体内，盖板与所述壳体的开口面固定连接，该专利文献公开的技术方案解决了机载雷达系统电源走线的空间以及重量限制问题。
4.雷达阵面dam(数字阵列模块)供电有时需要高压大功率，如500v高压大功率，通常是用较粗的绝缘电源电缆实现。但由于通常雷达阵面走线空间小，采用常规电缆方式走线已无法工程实现，而采用上述汇流条的结构也无法实现500v高压大功率电源传输。所有该种应用场景下，需要解决的问题是剖面要小满足走线空间要求，长度要足够覆盖整个列骨架空间，绝缘性要好保证人身安全，散热性要好保证设备安全。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于如何实现有源相控阵雷达高集成度阵面dam的高压大功率的电源需求。
6.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种大功率雷达阵面汇流条装置，包括绝缘体(1)、500v+汇流条(2)、500v
‑
汇流条(3)、固定装置(4)，绝缘体(1)前后两端封闭，中间开设有贯穿前后和左右的两层槽(12)，500v+汇流条(2)和500v
‑
汇流条(3)分别放置在两层槽(12)中，固定装置(4)将500v+汇流条(2)、500v
‑
汇流条(3)和绝缘体(1)固定在一起，每根500v+汇流条(2)或500v
‑
汇流条(3)的额定电流为300a，额定电压为dc500v。
7.通过该种设计，从而满足走线空间要求，长度足够，覆盖整个列骨架空间，绝缘性好，保证人身安全，散热性好，保证设备安全。
8.作为优化的技术方案，若干500v
‑
汇流条(3)放置在位于绝缘体(1)上层的槽(12)
中，若干500v+汇流条(2)放置在位于绝缘体(1)下层的槽(12)中，500v+汇流条(2)和500v
‑
汇流条(3)的引出端安装端子左右间隔放置。
9.作为优化的技术方案，500v+汇流条(2)的正极引出端(22)与500v+汇流条(2)的主体结构处于一平面，500v
‑
汇流条(3)的负极引出端(322)进行向下折弯设计，即从500v
‑
汇流条(3)的主体延伸出一第一平面(322)，沿第一平面(322)前端竖直向下折弯形成折弯面(324)，沿折弯面(324)下端向前折弯形成负极引出端(322)，负极引出端(322)与500v+汇流条(2)的正极引出端(22)位于同一平面。
10.作为优化的技术方案，第一平面(322)与折弯面(324)以及折弯面(324)与负极引出端(322)的弯折处为内圆角设计，第一平面(322)、折弯面(324)以及负极引出端(322)的板厚相同，该内圆角为1倍的板厚。
11.作为优化的技术方案，500v+汇流条(2)与500v
‑
汇流条(3)上下之间绝缘体绝缘距离为6mm，500v+汇流条(2)与500v
‑
汇流条(3)的引出端空气绝缘距离为20mm，即500v+汇流条(2)与500v
‑
汇流条(3)的引出端距离临近导体的距离为20mm。
12.作为优化的技术方案，固定装置(4)包括固定夹(42)以及固定下板(46)，固定夹(42)包括顶板(422)以及沿顶板(422)两端向下弯折形成的侧板(424)，两边侧板(424)的底端分别向外延伸形成两固定上板(426)，固定上板(426)上开设有至少2个通孔，顶板(422)和两侧板(424)恰好包裹绝缘体(1)的顶端和左右两侧，两侧板(424)的高度等于或者稍小于需要固定处的绝缘体(1)的高度，固定下板(46)放置在绝缘体(1)的底部，且伸出绝缘体(1)的左右两侧，其伸出绝缘体(1)左右两侧的部分对应固定板(426)的通孔开设有通孔或螺孔，通过螺钉旋入固定上板(426)的通孔和固定下板(46)的螺孔，将500v+汇流条(2)和500v
‑
汇流条(3)固定在绝缘体(1)内，通过螺丝穿过固定上板(426)的通孔和固定下板(46)的通孔以及天线骨架上的通孔，并用螺母配合，将整个大功率雷达阵面汇流条装置固定在天线骨架上。
13.作为优化的技术方案，该大功率雷达阵面汇流条装置还包括限位块(5)，位于固定夹(42)的两侧板(424)和绝缘体(1)的左右侧面之间，限位块(5)朝向侧板(424)的一面开设有限位槽，限位槽的宽度恰好能够容纳侧板(424)；
14.还包括压板(6)，位于固定夹(42)的顶板(422)与绝缘体(1)的顶面之间，压板(6)朝向顶板(422)的一面开设有限位槽，限位槽的宽度恰好能够容纳顶板(422)。
15.作为优化的技术方案，整个大功率雷达阵面汇流条装置采用分段式设计，分为3段，段与段之间采用卡箍(100)进行连接，其中500v+汇流条(2)和500v
‑
汇流条(3)分为三段，每段之间对接处通过搅拌摩擦焊接连接，绝缘体(1)分成三段，每段之间通过卡箍(100)进行连接。
16.作为优化的技术方案，所述卡箍(100)包括上卡块(102)、下卡块(104)、以及螺丝件(106)，所述上卡块(102)成倒u形结构，下卡块(104)成对应于上卡块(102)的u形结构，上卡块(102)和下卡块(104)通过螺丝件(106)连接，将绝缘体(1)卡住，下卡块(104)的左右侧边分别开设有两个固定孔(1042)，绝缘体(1)分段处的两侧绝缘体(1)上对应开设有通孔，通过螺丝件(106)依次旋入下卡块(104)一侧边的固定孔(1042)、绝缘体(1)上对应的通孔、下卡块(104)另一侧边的固定孔(1042)，从而将绝缘体(1)与卡箍(100)固定在一起。
17.作为优化的技术方案，500v大功率雷达阵面汇流条装置的500v+汇流条(2)和
500v
‑
汇流条(3)各伸出8组接入端，其中1组为输入，7组为输出，500v+汇流条(2)和500v
‑
汇流条(3)的输入端接入一组端子，每个引出端设计3个固定孔，每个固定孔两侧能够分别安装一个端子。
18.本发明的优点在于：本发明的汇流排剖面小，从而满足走线空间要求，长度足够，覆盖整个列骨架空间，绝缘性好，保证人身安全，散热性好，保证设备安全。
19.通过三段的特殊工艺，该大功率雷达阵面汇流条装置外形细长：长度接近4米、额定电压高：dc500v、额定电流大：300a、绝缘防护要求高，该特种汇流条装置满足特殊场景的电源供电需求，经过验证，在实际装备中使用效果良好。
附图说明
20.图1是本发明实施例中的大功率雷达阵面汇流条装置的一段结构示意图，示出了汇流条引出端的输出端；
21.图2是本发明实施例中的与图1相反视角的一段结构示意图，示出了汇流条引出端的输入端；
22.图3是本发明实施例中的大功率雷达阵面汇流条装置的一段结构示意图，其中端部的固定装置给出了爆炸图；
23.图4是本发明实施例中分段式大功率雷达阵面汇流条装置的整体结构示意图；
24.图5和图6是本发明实施例中汇流条各部分绝缘间距示意图；
25.图7是本发明实施例中500v+汇流条的结构图；
26.图8是本发明实施例中500v
‑
汇流条的结构图；
27.图9是本发明实施例中分段式大功率雷达阵面汇流条装置的绝缘体和卡箍结构示意图；
28.图10是本发明实施例中分段式大功率雷达阵面汇流条装置的部分段结构示意图，其中卡箍给出了爆炸图；
29.图11是本发明实施例中500v汇流条输入端；
30.图12是本发明实施例中500v汇流条输出端。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一
33.请参阅图1至3，本发明一种大功率雷达阵面汇流条装置包括绝缘体1、500v+汇流条2、500v
‑
汇流条3、固定装置4，每根500v+汇流条2或500v
‑
汇流条3的额定电流为300a。
34.绝缘体1前后两端封闭，中间开设有贯穿前后和左右的两层槽12。
35.500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3分别放置在两层槽12中，本实施例中，若干500v
‑
汇流条3放置在位于绝缘体1上层的槽12中，若干500v+汇流条2放置在位于绝缘体1下层的槽12中，如图4所示，500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3的引出端安装端子左右间隔放置。为了满
足500v汇流条绝缘、耐压的要求，如图5所示，500v+汇流条2与500v
‑
汇流条3上下之间绝缘体绝缘距离为6mm，即500v+汇流条2与500v
‑
汇流条3上下距离为6mm，如图6所示，500v+汇流条2与500v
‑
汇流条3的引出端空气绝缘距离为20mm，即500v+汇流条2与500v
‑
汇流条3的引出端距离临近导体的距离为20mm，满足其对绝缘、耐压的要求。图6中所示固定装置4为导体，因此，相邻500v+汇流条2与500v
‑
汇流条3的距离为20mm，500v
‑
汇流条3距离固定装置4的具体也要满足20mm，同理，500v+汇流条2距离固定装置4的具体也要满足20mm的最低要求。
36.如图7和图8所示，分别是500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3的结构图，500v+汇流条2整体为一平板结构，500v+汇流条2的引出端22与500v+汇流条2的主体结构处于一平面，汇流条引出端冷压端子后会有螺钉头及螺母伸出，考虑端子安装螺钉与骨架及dam机箱之间的绝缘和耐压要求，将500v
‑
汇流条3的引出端32进行向下折弯设计，即从500v
‑
汇流条3的主体延伸出一第一平面322，沿第一平面322前端竖直向下折弯形成折弯面324，沿折弯面324下端向前折弯形成引出端32，为了保证在折弯处不会产生裂纹，折弯做内圆角设计，即第一平面322与折弯面324以及折弯面324与引出端32的弯折处为内圆角设计，第一平面322、折弯面324以及引出端32的板厚相同，通过折弯使引出端32与500v+汇流条2的引出端22位于同一平面，如图5所示，500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3安装完冷压端子后与整个大功率雷达阵面汇流条装置的骨架的上下面的距离分别是6.4mm和9.2mm，满足端子固定螺钉与骨架间的绝缘和耐压要求。
37.固定装置4用来固定500v+汇流条2、500v
‑
汇流条3和绝缘体1以及将整个大功率雷达阵面汇流条装置固定在天线骨架上，参阅图3，固定装置4包括固定夹42以及固定下板46，固定夹42为板状结构，包括顶板422以及沿顶板422两端向下弯折形成的侧板424，两边侧板424的底端分别向外延伸形成两固定上板426，固定上板426上开设有至少2个通孔。顶板422和两侧板424恰好包裹绝缘体1的顶端和左右两侧，两侧板424的高度等于或者稍小于需要固定处的绝缘体1的高度，固定下板46放置在绝缘体1的底部，且伸出绝缘体1的左右两侧，其伸出绝缘体1左右两侧的部分对应固定下板426的通孔开设有通孔或螺孔，通过螺钉旋入固定上板426的通孔和固定下板46的螺孔，从而将500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3固定在绝缘体1内，通过螺丝穿过固定上板426的通孔和固定下板46的通孔以及天线骨架上的通孔，并用螺母配合，则将整个大功率雷达阵面汇流条装置固定在天线骨架上。
38.为了保证固定下板46的位置固定，固定下板46位置对应上方的绝缘体1底部开设有定位槽14，定位槽14的深度与固定下板46的厚度相同。
39.固定夹42采用折弯性能良好的金属材料(如不锈钢，5a06 o态铝合金或6系铝合金等)制成，以上设计保证了固定装置4的强度和刚度。
40.为了保证汇流条在绝缘体1的槽12内不会脱出，设计了限位块5，限位块5位于固定夹42的两侧板424和绝缘体1的左右侧面之间，对汇流条进行限位，限位块5材料选用环氧玻璃板。限位块5与固定夹42的接触面也通过限位槽进行限位，即限位块5朝向侧板424的一面开设有限位槽，限位槽的宽度恰好能够容纳侧板424。为保证固定夹42与绝缘体1接触良好，设计了压板6，压板6位于固定夹42的顶板422与绝缘体1的顶面之间，压板6与固定夹42之间通过限位槽限位，即压板6朝向顶板422的一面开设有限位槽，限位槽的宽度恰好能够容纳顶板422。通过限位块5的设计，保证了固定板46、固定夹42、限位块5、汇流条、绝缘体1的相
对位置，也满足了大功率雷达阵面汇流条装置的安装孔位置精度。
41.绝缘体1的两端分别设置一固定装置4，在绝缘体1的中间再增加至少一组固定装置4，能够保证汇流条在绝缘体槽1内的位置不变。
42.大功率雷达阵面汇流条装置的主体部分的五面均能通过绝缘体1绝缘，但引出端子的一侧仍与空气接触，为满足汇流条装置的主体部分的绝缘防护要求，综合考虑汇流装置的散热需求，对装置的进行灌封处理。灌封材料选用gre6128环氧灌封胶，其主要性能参数如表1所示。
43.表1 gre6128环氧灌封胶主要性能参数表
44.序号性能名称测试值(数值)1拉伸强度mpa152硬度ha803体积电阻率ω.cm1
×
10134介电常数(1mhz)4.85击穿强度kv/mm266导热系数w/(m
·
k)0.67工作温度范围(℃)
‑
50～120
45.每根500v+汇流条2或500v
‑
汇流条3设计额定电流为300a，材料选用冷轧纯铜板t2(y)，其具有高的导电性、导热性及特殊的物理性和抗腐蚀能力，常用于制造导电零件和要求具有优良导热性和耐腐蚀性零件。
46.汇流条层与层之间用聚四氟乙烯绝缘体进行电气隔离，通过叠层母排工艺将导电层(500v+汇流条或500v
‑
汇流条)和绝缘层(聚四氟乙烯绝缘)制成一个整体，由于临近效应使得相邻导电层流过相反的电流，他们产品的磁场相互抵消，从而使得线路中的分布电感大幅降低，另外由于其扁平的外形特征，其散热面积大幅增加，这样有利于载流量的提升。
47.根据汇流条的使用环境要求，选取聚四氟乙烯作为汇流条的绝缘外壳，聚四氟乙烯主要具有以下优点:
48.a)耐高温，使用温度最高可达250℃；
49.b)耐低温，具有良好的机械韧性，即使在
‑
190℃也可保持良好的韧性；
50.c)耐腐蚀，对绝大多数化学药品和溶剂表现出惰性，能耐酸碱水和各种有机溶剂；
51.d)电绝缘性，可以抵抗1500v的高电压；
52.e)耐老化性，耐辐照性能和较低的渗透性，长期暴露在大气中，表面和性能保持不变。
53.该实施例中，大功率雷达阵面汇流条装置采用叠层母排的结构形式，500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3位于绝缘体1的槽12内，500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3通过限位块5进行限位，并通过固定装置4和压板6进行固定，装配完成后进行灌封处理，保证电绝缘性，并提高内部汇流条的环境适应性要求。
54.实施例二
55.该实施例与实施例一的区别在于，参阅图4，整个大功率雷达阵面汇流条装置采用分段式设计，该实施例中，分为3段，汇流条导体段与段之间采用搅拌摩擦焊连接，绝缘体段与段之间采用卡箍100进行连接。
56.参阅图9和图10，为满足超长阵面的配电需求，将500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3也设计为三段，每段之间对接处通过搅拌摩擦焊接连接，保证连接的强度。搅拌摩擦焊主要用于熔化温度较低的有色金属，如铝、铜等合金，目前已广泛应用于我国航空、航天、船舶、汽车、电力、电子等工业领域中，具有较高的可靠性。
57.图9和图10中，500v大功率雷达阵面汇流条装置的绝缘体总长度为3958mm。整体成型对设备要求较高，因此，将绝缘体1设计成三段，每段之间通过卡箍100进行连接，每段分别进行加工，可以提高加工效率，并降低对设备的要求。
58.参阅图10，所述卡箍100包括上卡块102、下卡块104、以及螺丝件106，所述上卡块102成倒u形结构，下卡块104成对应于上卡块102的u形结构，上卡块102和下卡块104通过螺丝件106连接，将绝缘体1卡住，可以使用如图10所示的螺丝旋入通孔和螺孔的方式连接，也可以采用螺丝螺母配合的方式等现有方式连接，为了进一步防止绝缘体1前后移动导致松动，下卡块104的左右侧边分别开设有两个固定孔1042，绝缘体1分段处的两侧绝缘体1上对应开设有通孔，通过螺丝件106依次旋入下卡块104一侧边的固定孔1042、绝缘体1上对应的通孔、下卡块104另一侧边的固定孔1042，从而将绝缘体1与卡箍100固定在一起，防止绝缘体1上下错位同时防止绝缘体1前后移动。
59.绝缘体1分段式结构形式，为保证绝缘体1绝缘性能的连续性，工艺设计在绝缘体1拼接面涂抹绝缘性能优异的g0
‑
1700
‑
1硅橡胶(其主要参数如表2所示)。
60.表2 g0
‑
1700
‑
1硅橡胶主要性能参数表
61.序号性能名称测试值1表干时间min52邵氏硬度a453扯断强度mpa24体积电阻ω.cm5*10
14
5阻燃等级v06工作温度(℃)
‑
60～2007击穿强度kv/mm18
62.关于电接口的设计：
63.500v大功率雷达阵面汇流条装置的500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3各伸出8组接入端，其中1组为输入，7组为输出，见图4。输入端接入一组端子。考虑到每个连接孔最多安装两个端子，图11所示为汇流条输入端，图12所示为汇流条输出端，500v+汇流条2和500v
‑
汇流条3的每个引出端设计3个固定孔，每个固定孔两侧可以分别安装一个端子，因此可以同时满足6个端子的接入以实现对多组阵面设备送电的功能。汇流条电压为500v，因此在每一组输出端及输入端均印有“500v危险”。
64.通过该实施例的三段的特殊工艺，该大功率雷达阵面汇流条装置外形细长：长度接近4米、额定电压高：dc500v、额定电流大：300a、绝缘防护要求高，该特种汇流条装置满足特殊场景的电源供电需求，经过验证，在实际装备中使用效果良好。
65.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者
替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。