一种雷达天线和雷达物位计的制作方法

本发明涉及物位计领域，特别是一种雷达天线和雷达物位计。

背景技术：

现有的雷达物位计，其天线通常采用聚四氟乙烯制成。由于聚四氟乙烯不能注塑，导致天线只能采用棒状材料车削加工成型。车削加工，导致材料浪费，天线成本高，且加工效率低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种雷达天线，其制造效率高，成本低。本发明实施例还提供了一种包括上述雷达天线的雷达物位计。

为了达到本发明的目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种雷达天线，包括天线镶块和天线外包壳，所述天线外包壳包裹在所述天线镶块内，所述天线镶块和所述天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型。

本发明实施例还提供了一种雷达物位计，包括上述的雷达天线。

本发明实施例提供的雷达天线，其包括天线镶块和天线外包壳，且天线镶块和天线外包壳通过嵌件注塑工艺成型，这样雷达天线无需整体采用棒状材料车削成型，降低了雷达天线的成本，提高了雷达天线的制造效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为根据本发明实施例一所述的雷达物位计的剖视结构示意图；

图2为图1的a部结构的放大示意图；

图3为图1所示的雷达物位计的分解结构示意图；

图4为根据本发明实施例二所述的雷达物位计的剖视结构示意图；

图5为图4的b部结构的放大示意图；

图6为图4所示的雷达物位计的分解结构示意图；

图7为根据本发明实施例三所述的雷达物位计的剖视结构示意图；

图8为图7所示的雷达物位计的分解结构示意图；

图9为根据本发明实施例四所述的雷达物位计的剖视结构示意图；

图10为图9所示的雷达物位计的分解结构示意图。

附图标记：

1-雷达天线，11-天线外包壳，111-环形壳体段，112-锥形壳体段，113-球形壳体段，12-天线镶块，121-圆柱段，122-圆锥段，123-台阶面，124-球形段，13-定位填充柱，14-加载段，15-金属垫块，151-锥形通孔，2-波导体，21-导波通道，211-波导转换段，212-锥形腔，22-散热片，31、32、33-密封圈，4-卡圈，5-安装法兰。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一：

如图1-图3所示，本实施例提供了一种雷达天线1和雷达物位计，雷达物位计包括雷达天线1和波导体2。

雷达天线1包括天线镶块12和天线外包壳11，天线外包壳11包裹在天线镶块12外，且天线镶块12和天线外包壳11通过嵌件注塑工艺成型。注塑成型时，天线镶块12作为镶嵌件注塑成型到天线外包壳11内。

可选地，雷达天线1还包括定位填充柱13，天线镶块12上开设有开口向上的定位孔，定位填充柱13的下端设置在定位孔内。

天线镶块12和天线外包壳11通过嵌件注塑工艺成型时，天线镶块12上的定位孔可与模具内的定位件配合，以便固定天线镶块12，便于进行注塑。注塑完成后，在天线镶块12的定位孔内填充定位填充柱13，将定位孔进行填充。

可选地，定位填充柱13与定位孔之间过盈配合，以便实现定位填充柱13与定位孔之间的固定。

可选地，定位孔的开口向上，且定位孔的中心线与天线镶块12的中心线重合，使得定位填充柱13的中心线与天线镶块12的中心线重合。定位填充柱13的上端设有锥形的加载段14，加载段14的下端面与天线镶块12的上端面平齐。

雷达物位计的波导体2内设有导波通道21，导波通道21的上端设有波导转换段211，导波通道21的下端设有锥形腔212。定位填充柱13上端的加载段14可伸入锥形腔212内，且加载段14的外侧壁面与锥形腔212的内侧壁面之间具有气隙。

雷达物位计工作时，加载段14可接收从导波通道21向下传输的电磁波，使得电磁波更多地向下传播，减少电磁波向四周散射，进而提高雷达物位计的测量准确度。

可选地，天线镶块12采用聚四氟乙烯ptfe制成，其可采用棒材通过车削加工成型。

可选地，天线外包壳11采用氟化乙烯丙烯共聚物fep或过氟烷基化物pfa制成。fep或pfa材料可注塑，以便通过嵌件注塑工艺将天线外包壳11与天线镶块12成型到一起。此外，fep或pfa材料的介电常数、密度和ptfe材料相同，且具有良好的耐腐蚀性能。

可选地，注塑成型时，天线外包壳11的壁厚大体上等厚，壁厚值采用电磁波半波长的奇数倍，如可采用半波长的3倍。

可选地，定位填充柱13采用聚四氟乙烯ptfe制成。

可选地，天线外包壳11的上端面凸出于天线镶块12的上端面，天线外包壳11内设有金属垫块15，金属垫块15支撑于天线镶块12的上端面上。

天线外包壳11的上端凸出于天线镶块12的上端，这样在天线外包壳11的上部形成一空腔，金属垫块15可设置于该空腔内，并支撑在天线镶块12的上端面上。

可选地，金属垫块15内设有锥形通孔151，定位填充柱13上端的加载段14穿过锥形通孔151，然后伸入波导体2的锥形腔212内。

在天线外包壳11内设置单独的金属垫块15是因为：若不设置金属垫块15，则在波导体2内需加工深度较大的锥形腔212，加工不便。设置金属垫块15后，可在金属垫块15内加工锥形通孔151，在波导体2上加工深度较小的锥形腔212，加工方便。

可选地，金属垫块15的上端面与天线外包壳11的上端面齐平。金属垫块15的上端面与天线外包壳11的上端面可同时与波导体2内锥形腔212的下端面抵接，以便雷达天线1的定位。

可选地，金属垫块15内的锥形通孔151的锥角与波导体2内锥形腔212的锥角一致。

可选地，金属垫块15的锥形通孔151的上端的孔径大于波导体2内锥形腔212的下端的孔径，以免存在加工误差时，锥形通孔151与锥形腔212发生错位，导致影响电磁波的传输，在锥形通孔151与锥形腔212的接触部位发生电磁波的反射等问题。

可选地，金属垫块15的锥形通孔151的下端的孔径小于定位填充柱13的圆柱段(位于锥形段14下方)的孔径，使得定位填充柱13的圆柱段的上端面的外边缘与锥形通孔151的下端抵接。

可选地，天线镶块12为多模结构，包括位于上部的圆柱段121和位于圆柱段121下方的圆锥段122。其中，圆柱段121下端的直径可小于圆锥段122上端的直径，因此在圆柱段121与圆锥段122之间形成台阶面123。

相应地，天线外包壳11包括位于上部的环形壳体段111和位于环形壳体段111下方的锥形壳体段112，天线镶块12的圆锥段122位于锥形壳体段112内，圆柱段121位于环形壳体段111内。环形壳体段111的上端面凸出于圆柱段121的上端面，金属垫块15可设置于该环形壳体段111内。

可选地，天线镶块12的下部为球形段124，球形段124位于锥形段122的下方；相应地，天线外包壳11的上部具有开口，且下部为球形壳体段113，球形壳体段113位于锥形壳体段112的下方，球形段124位于球形壳体段113内，且球形段124的直径大于天线外包壳11的开口的直径。

天线镶块12为上部直径小、下部直径大的结构，且天线镶块12下部的球形段124的直径大于天线外包壳11的开口的直径，使得天线镶块12的下部部分的截面积大于天线外包壳11上部的开口的截面积，该结构的雷达天线1，可利用注塑工艺，将天线镶块12成型到天线外包壳11内。

可选地，环形壳体段111的外侧壁面上设有密封件安装槽，密封圈可安装在该安装槽内，以便实现雷达天线1与波导体2的密封。具体地，密封件安装槽和密封圈均设置有两个，两个密封圈31、32分别安装在两个密封件安装槽内。

可选地，密封件安装槽设置在环形壳体段111的上部，使得密封圈31、32与金属垫块15的高度相当，避免在密封圈31、32处发生电磁波的反射。

可选地，雷达天线1通过卡圈4固定在波导体2上。具体地，天线外包壳11的锥形壳体段112的外侧壁面上设有第一卡圈安装槽，波导体2的内侧壁面上设有第二卡圈安装槽，卡圈4的内侧容纳在第一卡圈安装槽内，卡圈4的外侧容纳在第二卡圈安装槽内。

可选地，第一卡圈安装槽设置在锥形壳体段112的外侧壁面的上部，避免了在卡圈4处发生电磁波的发射。

可选地，卡圈4为金属卡圈或者塑料卡圈或者橡胶卡圈等。

可选地，波导体2外固定有安装法兰5，用于固定待测的料罐。安装法兰5与雷达天线1的天线外包壳11之间设有密封圈33。

可选地，波导体2上可设有散热片22。散热片22与波导体2可一体成型。

可选地，波导体2可采用316l不锈钢等制成，金属垫块15可采用黄铜h65等制成，密封圈31-33可采用氟橡胶fkm等制成，卡圈4可采用304不锈钢等制成，安装法兰5可采用316l不锈钢等制成。

当然，各部件的材料并不限于以上所述。

实施例二：

本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例一的主要不同之处在于，天线外包壳和天线镶块的结构。

在本实施例中，如图4-图6所示，天线镶块12包括位于上部的圆锥段122，天线外包壳11包括位于上部的环形壳体段111和位于环形壳体段111下方的锥形壳体段112，圆锥段122位于锥形壳体段112内。

天线镶块12的圆锥段122的上端面可与锥形壳体段112的上端齐平，环形壳体段111的上端面可凸出于天线镶块12的圆锥段122的上端面，金属垫块15可设置于该环形壳体段111内，且金属垫块15的上端面可与环形壳体段111的上端面齐平。

第一卡圈安装槽设置在锥形壳体段112的上部，使得卡圈4位于金属垫块15的下方，并接近金属垫块15的下端面，以免在卡圈4处发生电磁波的反射。

实施例三：

本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例一的主要不同之处在于，雷达天线不包括定位填充柱。

在本实施例中，如图7-图8所示，雷达天线1不包括定位填充柱，且在天线镶块12的上端设有锥形的加载段14。

实施例四：

本实施例提供了一种雷达天线和雷达物位计，其与实施例三的主要不同之处在于，第一卡圈安装槽的设置位置。

在本实施例中，如图9-图10所示，第一卡圈安装槽设置在天线外包壳11的环形壳体段111的外侧壁面上，且第一卡圈安装槽位于密封件安装槽的下方，使得卡圈4位于密封圈31、32的下方。

可选地，第一卡圈安装槽位于金属垫块15的下方，并接近金属垫块15的下端面，以免在卡圈4处发生电磁波的反射。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。