某雷達

彭天杰

摘要：本文介紹了某雷達-通信一體化數字陣列模塊的結構設計。在滿足電訊要求的條件下，采取了DAM殼體和腔體濾波器一體化集成設計的方法，應用了射頻絕緣子實現垂直過渡以提高隔離度、同時使用導電密封墊實現DAM的密封性。該方法成功應用于工程實踐中，并對后續產品的批產具有重要的指導意義。

關鍵詞：數字陣列模塊;雷達-通信一體化;結構設計

Abstract：A strucrural design of transceiver digital array module（referred to as DAM） in a radar and communication integration is proposed in this paper. To satisfy the telecom demands，the proposed method of integration design with DAM box and cabity filter was adopted. In the DAM RF insulators are used to vertical transition for enhancing isolation degree，and sealing function of the DAM is completed through using electric gaskets. The proposed method was successfully applied into practice，which is of great significance inguiding the future manufacturing.

Key words：DAM;radar and communication integration;strucrural design

0.引言

隨著科學技術的發展，雷達系統和通信系統之間的差別越來越小，兩者的構成原理相同、系統組成類似、信號特點趨同、頻率范圍也互有重疊，因此面向雷達-通信一體化的數字陣列模塊（簡稱一體化DAM）應運而生。一體化DAM是基于分時體制用以實現雷達數字化收發和通信數字化收發功能的，即由數字陣列模塊完成雷達和通信發射通道的數字波形產生、變頻、濾波和功率放大，以及雷達和通信接收通道的低噪聲放大、濾波、變頻和數字化接收等功能。

DAM的結構設計是其實現性能和減輕質量的重要保證。其特點是體積小、功率大、元器件多、熱流密度大，結構設計需要考慮眾多的因素，包括輕量化、環境適應性、可維修性、可制造性、散熱等多個方面。同時對于機載產品來說，將腔體濾波器和DAM殼體采取集成設計、加工，可實現DAM的減重、減少損耗、提高可靠性的目標。

1.組成和指標要求

該一體化DAM采取雙腔16通道結構的設計模式，主要由一體化殼體（包含腔體濾波器：雷達濾波器、遙測濾波器、雙工器）、雷達收發通道、通信接收通道、多通道數字收發以及連接器、水接頭、鎖緊器等部分組成。該DAM的正面排布雷達通道，反面排布通信通道，結構示意圖如圖1、2所示，其技術指標與結構相關的主要指標如表1所示。

2.結構設計

該一體化DAM的腔體濾波器和殼體采取集成設計，使用性能較好的鋁合金材料進行整體設計、加工而成。濾波器與各通道間使用絕緣子進行垂直過渡，并采用JSDMA型連接器與天線進行盲配連接。同時將DAM進行防潮型密封設計以滿足產品環境適應性要求。

2.1 一體化集成設計

該DAM采用結構功能一體化的集成設計原則，雷達、通信通道和濾波器共用殼體，采取雙面布局形式，腔體內部開設之字形液冷管道。濾波器內部設計雙工器實現雷達和通信的復用功能，不僅節約了數字陣列模塊的內部空間，還降低了主體質量。此種集成設計與分體式相比具有以下優勢：減少體積、重量;增加通道間的隔離度;減少最大結構變形;提高了濾波器的散熱效率。

2.2垂直過渡設計

該DAM的濾波器與各通道間使用絕緣子進行垂直過渡，絕緣子內導體伸入濾波器腔內與立柱連接進行微波互聯，另一端內導體與過渡微帶板進行焊接，實現與雷達、通信通道的信號傳輸。同時為了測試濾波器的電性能，設計了下圖3所示的彎頭連接器。濾波器的射頻信號采用同樣采取絕緣子轉至JSDMA型連接器的方式，與天線進行盲配連接。

2.3 密封防護設計

該DAM安裝在機載天線的DOME內，而DOME具有初步的防護，可以直接避免其內的設備雨淋和陽光的暴曬，因此組件密封設計主要是滿足和達到一定相對濕度的濕熱環境要求即可，故而按防潮型密封設計。

DAM的密封設計常用的方法有兩種：密封圈和密封墊，使用密封圈通常實現防淋型密封要求，而使用密封墊通常實現防潮型密封要求。同時為了提高各通道間的隔離度，該DAM只在隔筋和四周使用了導電密封墊，并采取熔融的方式與蓋板一體化設計、制作，這樣既保證了密封性、高隔離度，又滿足了減重的目標。密封蓋板的示意圖如下圖4所示。

2.4熱仿真

針對該一體化DAM的工作環境，我們進行了熱仿真，在供液溫度30攝氏度的條件下，整個DAM的熱仿真結果見圖5所示，溫升約40度，殼體結溫小于70度，能滿足DAM的設計工作要求。

2.5力學分析

根據一體化DAM的工作狀態，需對其進行加速度過載時的強度進行校核，分別選取三個方向結構試驗量級最大值：X：4.5g，Y：6.75g，Z：3g。加速度過載下變形云圖見圖6二所示。

由上圖可知，最大變形為0.116mm，滿足設計要求。

3.結束語

雷達-通信一體化數字陣列模塊的結構設計既實現了優良的電性能，又滿足了減重、密封等結構指標，該模塊具有重量輕、環境適應性好等特點，滿足某機載雷達的設計指標。目前該DAM已經批量投產，對后續其他高集成模塊的結構設計具有較好的借鑒意義。

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