一种雷达转台装置的制作方法

本实用新型涉及雷达测量技术领域，尤其涉及一种雷达转台装置。

背景技术：

合成孔径雷达是一种主动式的对地观测雷达，由于该雷达具有一定的地表穿透能力，可全天候对地实施观测，因此，其在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特优势。在合成孔径雷达中，有一类雷达为放置在地表的雷达，该类型的雷达被称为地基合成孔径雷达。

在现有技术中，地基合成孔径雷达大多采用线性扫描的方式。如图1所示，这种采用线性扫描的地基合成孔径雷达系统包括雷达主体10和直线运动机构20，其中，直线运动机构20包括两条平行设置的直线运动导轨21、滚珠丝杠23和拖链24，直线运动导轨21的端部设置有电机22；雷达主体10包括雷达主机11及安装在雷达主机上的雷达天线12。通过电机22带动雷达主机11在直线运动导轨21上做往返运动来完成对目标区域的观测，连接雷达主机11的电源线、信号线等设置在拖链24中。

上述利用雷达主机11在直线运动导轨21上运动来完成对目标区域观测的方式有以下缺陷：一是观测范围限制在雷达天线12所面向的扇形区域，观测范围小；二是进行线缆维护时，需要先将雷达主机11移动至直线运动导轨21的末端，然后拆除雷达主体10以及直线运动机构20的保护罩，最后才能在拖链24中取出线缆，维护过程繁琐；三是这种系统由于将雷达主机11引出的线缆放置在拖链24内，当雷达主机11在直线运动导轨21上运动时，导致线缆也借助拖链24一起做往复运动，在频繁扫描检测中，会降低电缆的使用寿命。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种雷达转台装置。

本实用新型实施例提供的一种雷达转台装置，包括转架和机座，其中：

所述转架包括旋臂，所述旋臂用于设置雷达天线和雷达主机；

所述机座包括转台和转台控制机构，所述转台活动设置于所述转台控制机构的上方，所述转台控制机构用于控制所述转台在设定角度范围内进行旋转，所述旋臂和所述转台固定连接，用于和所述转台保持同步转动。

优选地，所述转台在所述旋臂的长度方向上偏心设置，所述雷达天线设置在所述旋臂远离所述转台的一端。

优选地，所述旋臂中与安装所述雷达天线相对的一端设置有配重件，所述配重件用于使所述转架保持平衡。

优选地，所述转架包括天线安装件，所述天线安装件包括天线安装杆，所述天线安装杆水平设置在所述旋臂的一端，所述天线安装杆与所述旋臂为可拆卸连接，所述天线安装杆用于固定所述雷达天线。

优选地，还包括观测角调节件，其中：

所述天线安装件还包括固定座，所述固定座设置于所述旋臂上，所述固定座设置有通孔，所述天线安装杆穿设于所述通孔中；

所述观测角调节件包括紧固台和调节杆，所述紧固台上设有安装杆安装孔、调节缝和调节孔，所述天线安装杆穿设于所述安装杆安装孔中，所述紧固台固定在所述固定座上，所述调节孔与所述安装杆安装孔连通，所述调节杆与所述调节孔的直径相匹配，所述调节杆用于通过改变所述调节缝的间距而调整所述安装杆安装孔的大小。

优选地，所述转架还包括三角稳定杆，所述三角稳定杆包括支杆、第一拉杆和第二拉杆，其中：

所述支杆的底部垂直固定在所述转台上、顶部分别与所述第一拉杆和第二拉杆的一端相连接，所述第一拉杆和第二拉杆的另一端分别固定在所述旋臂长度方向上的相对端。

优选地，所述三角稳定杆为中空结构。

优选地，所述转台控制机构包括转台主控器、伺服电机、齿轮组和编码器，其中：

所述伺服电机，与所述齿轮组连接，用于控制所述齿轮组进行转动；

所述齿轮组，与所述转台连接，用于控制所述转台进行转动；

所述编码器，与所述齿轮组连接，用于记忆所述齿轮组的转动位置并将所述转动位置发送给所述转台主控器；

所述转台主控器，与所伺服电机连接，用于根据所述转动位置控制所述伺服电机进行转动。

优选地，所述转台控制机构的上表面外周设置有分度盘、内周设置有所述转台，所述转台的外表面设置有指针，所述分度盘的中心和所述转台的中心位于同一直线上。

优选地，所述转台控制机构设置有保护外罩，所述保护外罩开设有线缆盖。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型提供的雷达转台装置，包括转架和机座，转架用于安装雷达天线和雷达主机，机座包括转台和转台控制机构，转架与转台固定连接。利用机座上的转台控制机构，使转架可在设定角度范围内进行转动，转架上的雷达天线可在设定角度范围内进行扫描，解决了现有技术中使用直线运动导轨导致扫描方位角受限的问题；线缆可直接安装于转架上，不需安装于拖链中，维护方便；在进行扫描时，转架上的线缆跟随转架运动，不需反复曲折，线缆的折损率降低，提高了使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中地基合成孔径雷达系统的结构示意图；

图2本实用新型实施例提供的一种雷达转台装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种天线安装件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种观测角调节件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种转台控制机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种分度盘和指针的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种转台保护外罩的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本实用新型实施例提供的雷达转台装置，用于安装地基合成孔径雷达的雷达主机及其雷达天线，雷达主机与上位机通信连接，上位机控制雷达主机和雷达转台装置工作，雷达主机获取的数据再传输至上位机进行数据分析和图像处理。当然，其他雷达的转台装置，也可参考本实用新型实施例得到。

图2是根据一示例性实施例示出的一种雷达转台装置的结构示意图，如图2所示，本实用新型提供的雷达转台装置，包括转架和机座。

具体的，转架包括旋臂31，旋臂31用于安装雷达天线和雷达主机；机座包括转台41和转台控制机构42，转台41活动设置于转台控制机构42的上方，转台控制机构42用于控制转台41在设定角度范围内进行旋转，旋臂31和转台41固定连接，用于和转台41保持同步转动。

本实施例中，转架包括两条平行设置的旋臂31，旋臂31的长度可根据实际需要进行选择，当需要旋臂31的长度较长时，可采用多段旋臂31进行首尾连接。旋臂31外侧可开设有线缆槽，线缆槽可用于放置雷达主机与雷达天线的连接线缆、雷达主机与上位机的通信线缆、雷达主机的供电线缆等。电缆槽内的线缆随旋臂31一起摆动，避免了线缆因往复运动造成的折损，增加了使用寿命。线缆槽由于安装在旋臂31的外侧，因此从旋臂31外侧可以直接进行线缆的布线安装，使线缆更换和维护更加便捷。

雷达天线包括发射端和接收端，本实施例中雷达天线的发射端和接收端为独立的两端，雷达天线的发射端和接收端均固定在旋臂31的一端，雷达主机在旋臂31上的固定位置优选为和雷达天线相同的一端，以减少雷达天线到雷达主机的信号损耗。

进一步的，转台41在旋臂31的长度方向上偏心设置，雷达天线优选固定在旋臂31远离转台41的一端。转台41偏心设置，使旋臂31在长度方向上的两端和转台41中心轴线之间的间距不同；旋臂31和转台41固定连接，旋臂31和转台41能够保持同步转动，因此旋臂31的转动中心即为转台41的转动中心，因此，旋臂31在长度方向上的两端的扫描半径分别为旋臂31两端分别到转台41中心轴线之间的间距，故旋臂31远离转台41一端的扫描半径较大，当转台41旋转角度一定时，雷达天线固定在旋臂31远离转台41一端可以获得更大的合成孔径，从而提高成像的分辨率。

由于转台41在旋臂31的长度方向上偏心设置，且雷达天线和雷达主机均设置在旋臂31远离转台41的一端，因此，为增强旋臂31在旋转过程中的平衡性，本实施例优选在旋臂31中与安装雷达天线相对的一端设置有配重件，配重件具体可为金属块等，只要为通过增强旋臂31中与安装雷达天线相对端的重量来保持旋臂31平衡，均应属于本实用新型的保护范围。

本实施例中，转架还包括天线安装件32，参见图3，为本实用新型实施例提供的一种天线安装件的结构示意图，如图3所示，天线安装件32水平设置在旋臂31的一端，优选为旋臂31远离转台41的一端，天线安装件32与旋臂31为可拆卸连接，具体的，可为螺丝连接。天线安装件32包括天线安装杆321和固定座322，天线安装杆321优选为圆柱形结构，固定座322通过螺丝固定在旋臂31上，固定座322设置有通孔，天线安装杆321穿设于通孔中，旋臂31前部为半径可调节安装台，半径可调节安装台内设置有螺丝固定件，固定座322上的螺丝固定于螺丝固定件中，当螺丝拧松时，固定座及螺丝固定件可在上述半径可调节安装台上移动，从而使天线安装杆321到转台41中心的间距可调节，而天线安装杆321用于安装雷达天线，因此，雷达天线到转台41中心的间距可调节，即雷达天线的扫描半径可调节。在一定旋转角度下，较长的扫描半径能带来大的合成孔径(即弦长)，可以提高雷达成像时的分辨率。

为进一步扩大雷达天线的扫描范围，本实用新型提供的雷达转台41装置中，转架还包括观测角调节件33，参见图4，为本实用新型实施例提供的观测角调节件的结构示意图，如图4所示，观测角调节件33包括紧固台331、调节杆332和调节手柄。

具体的，紧固台331固定在固定座322上，紧固台331上开设有安装杆安装孔、调节缝和调节孔。本实施例中，安装杆安装孔的结构优选为包括圆形穿孔和连通上述圆形穿孔的直线形调节缝，自然状态下，圆形穿孔的直径大于天线安装杆321的直径，天线安装杆321穿设于安装杆安装孔中的圆形穿孔内，调节孔与安装杆安装孔中的调节缝连通，调节杆332与调节孔的直径相匹配，调节杆332用于通过改变调节缝的间距而调整安装杆安装孔中圆形穿孔的大小，调节杆332远离调节孔的一端设置有调节手柄，当需要对雷达天线的俯仰角度进行调整时，可通过转动调节手柄，使调节缝的间距变大，从而使圆形穿孔的直径大于天线安装杆321的直径，此时，可对天线安装杆321进行转动，使雷达天线的俯仰角度发生改变，然后，通过转动调节手柄，使调节缝的间距变小，从而使圆形穿孔的直径等于天线安装杆321的直径，从而固定天线安装杆321的位置。当然，对雷达天线观测角的调节还有其他实施方式，本实用新型实施例仅为示例性说明。

本实施例中，转架还包括三角稳定杆34，三角稳定杆34包括支杆341、第一拉杆342和第二拉杆343，其中：支杆341的底部垂直固定在转台41上、顶部分别与第一拉杆342和第二拉杆343的一端相连接，第一拉杆342和第二拉杆343的另一端分别固定在旋臂31长度方向上的相对端。三角稳定杆34将旋臂31一部分自重分解为第一拉杆342和第二拉杆343的拉力和支杆341的压力，增加了旋臂31的稳定性，有利于减小转架由于自身重量引起的形变。三角稳定杆34为中空结构，重量较轻，用料较少。由于本实施例提供的雷达转台装置是在室外使用，如果遭遇雨水天气，可能会有水渗入到第一拉杆342和第二拉杆343内，因此本实施例在第一拉杆342和第二拉杆343的底部和上部均设置有小孔，其中，下部的小孔用来排水，上部的小孔用于进入空气，便于水能从第一拉杆342和第二拉杆343中顺利排出。

本实施例提供的机座中，转台41上固定有旋臂31和支杆341，转台控制机构42对转台41的旋转进行控制，参见图5，为本实用新型实施例提供的转台控制机构的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的转台控制机构，包括转台主控器421、伺服电机422、齿轮组423和编码器424。

具体的，伺服电机422与齿轮组423连接，用于控制齿轮组423进行转动；齿轮组423与转台41连接，用于控制转台41进行转动；编码器424与齿轮组423连接，用于记忆齿轮组423的转动位置并将转动位置发送给转台主控器421；转台主控器421与伺服电机422连接，用于根据上次转动位置控制伺服电机422进行转动，从而实现闭环控制。

进一步的，转台控制机构42的上表面外周设置有分度盘43，且分度盘43设置在转台41的外侧，转台41的外表面设置有指针44，指针44和分度盘43用于指示旋臂31旋转的角度，分度盘43的中心和转台41的中心位于同一直线上。参见图6，为本实用新型实施例提供的分度盘和指针的结构示意图，如图6所示，分度盘43的角度范围优选为220度，即旋臂31能旋转的角度范围优选为220度，当然，角度范围还可设置成360度，以实现对地表的全方位扫描。雷达天线的旋转角度、方向、速度以及扫描次数，可以根据实际需要由上位机进行设定。

本实施例中，伺服电机422采用RS422与转台主控器421进行通信，通信速率可达到20MHz。当然，也可采用其他通信方式，如RS485、RS232；对齿轮组423进行驱动，还可使用除伺服电机422之外的其他电机，如交流电机，成本更低；对转台41进行传动，还可使用除齿轮组423之外的驱动装置，如蜗杆涡轮传动装置或大扭力电机；转台主控器421可利用单片机、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)实现控制功能；上述各种差异化实施方式，均在本实用新型的原理范围内，均应属于本实用新型的保护范围。

本实施例提供的雷达转台41装置，转台控制机构42还设置有保护外罩45，保护外罩45开设有线缆盖46，参见图7，为本实用新型实施例提供的保护外罩的结构示意图，保护外罩46套设在转台控制机构42的外周，利用保护外罩45，实现伺服电机422，编码器424，转台主控器421等内部电气和机械部件的防尘、防雨和防撞保护。线缆盖46安装增加密封圈，齿轮组423外部装有防护罩46，能进一步适应多雨，多粉尘，露天光照以及其他辐射，高低温冲击等恶劣环境，系统稳定性好，可靠性高，易于维护，可以满足各类各类地基检测需求。齿轮组机座外部还设置有防护漆层，确保机座外部不受雨水侵蚀，达到防腐防锈，增加机座寿命的目的。

需要说明的是，本实施例中，旋臂31安装有雷达天线的一端到第一拉杆342在旋臂31上的固定位置之间的部分为旋臂31前部。

由上述实施例可见，本实用新型提供的雷达转台装置，利用机座上的转台控制机构，使转架可在设定角度范围内进行转动，转架上的雷达天线可在设定角度范围内进行扫描，将设定角度设置为360度，可实现全方位观测，在环形地形的观测上有显著优势，而且，雷达天线的俯仰角度可通过观测角调节件进行调节，进一步扩大了扫描范围；较长的扫描半径，能够提高雷达成像时的分辨率；线缆可直接安装于转架的旋臂外侧，不需安装于拖链中，维护方便；在进行扫描时，转架上的线缆跟随转架摆动，不需反复曲折，线缆的折损率降低，提高了使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。