摘 要：介绍了x波段车载型多普勒天气雷达天线座系统的组成、性能指标及结构设计特点。
关键词：天气雷达；天线座；倒伏机构
the antenna pedestal system design for x-band truckborne doppler weather radars
yuan hai-ping，song shi-ji
(nanjing research institute of electronics technology,nanjing 210013, china)
abstract：this paper introduces the composition、specification and the structure design features of the antenna pedestal systemfor x-band truckborne doppler weather radars.
key words：weather radars ;antenna pedestal;lodging mechanism
0 引言
x波段车载型多普勒天气雷达主要用于一些地区性实时气象业务和科研的外场试验、重大工程建设的气象保障和防灾抗灾的气象服务，为此设备量小、结构紧凑、机动性好适应野外全天候工作，是该雷达天线座系统设计的特点。天线座系统由倒伏机构和转台组成。
1 主要性能、技术指标
1.1 天线参数
抛物面天线，口径2.4米，天馈线重g=75kg。
风载荷：保精度，17m/s；不破坏，45m/s。
1.2 工作范围
方位：0°- 360° (无限制)；
俯仰： -1°- +90°。
1.3 天线运动参数
方位角速度a°：36°/s，俯仰角速度e·： 12°/s。
方位角加速度a：10°/s2，俯仰角加速度e：10°/s2。
1.4 天线座轴系精度
方位轴对大地的垂直度：1′；
俯仰轴对方位轴的垂直度：1′。
1.5 环境条件
温度：-40℃- +50℃；
湿度：95%- 98%。
1.6 结构设计应采取三防措施
1.7 可靠性及维修性
平均无故障工作时间：mtbf>400h；
平均修复时间表：mttr<0.5h。
1.8 海拔高度
海拔高度：≤3000m。
2 天线座系统设计
载气象雷达抛物面天线口径为φ2.4m，单车上要安装一个cfa30有梁大板方舱，其长x宽x高=2911mm×2100mm×2100mm,载车选用东风汽车公司生产的eq1108g6d14底盘改装，地面与载车平板的距离为1250mm，为保证天线能360°旋转工作，避免方舱对电波的遮挡，天线(0°时)最高处距地面高度为h：
h > 2100+2400+1250=5750 mm
在运输过程中天馈伺不拆的情况下，为满足雷达单车公路和铁路运输的要求，需在载车车头与方舱仅为2.7m的空间内，设计使天馈伺降低高度的机构。
2.1 天馈伺系统升降方案的选择
升降运输方案，一种采用多节液压缸顶升多节抗风外套筒进行垂直升降的方案，另一种方案采用倒伏机构方案，该机构由电机带动一级蜗轮蜗杆减速，蜗轮通过花键带动滚珠丝杆转动，螺母导向套沿滚珠丝杆直线运动，实现天线系统的倒竖，两种方案的主要性能、功能、可靠性以及制造成本的比较如表1所示。两种方案的工作及运输状态见图1和图2。
综上所述，单车雷达整体运输要满足公路和铁路运输条件的限制界限，采用天线倒伏运输方案比采用天线升降运输方案各方面都要优越，尤其在制造成本方面和运输可靠性方面更为突出，所以采用倒伏方案设计。
天线系统从运输状态竖起，需克服力矩m：
其中：g－重力；
h－重力到转动中心的垂直距离；
f－风力；
h－风力到转动中心的垂直距离；
m′－风力矩。
为此滚珠丝杆的推力对转动中心的力矩：
m″=f推力×l
其中：l－滚珠丝杆的推力到转动中心的垂直距离。
由滚珠丝杆的推力可进行滚珠丝杆及倒伏机构传动系统的设计。
2.2 转台设计
该雷达转台是抛物面天线的支承和传动装置。转台结构方案见图3所示，属俯仰-方位型转台结构,其主要组成部分为：方位和俯仰支承结构、动力传动装置、数据传动装置和安全保护装置。天线的方位, 俯仰转动由永磁直流电机构成的伺服系统来实现。
2.2.1 方位和俯仰支承结构
方位和俯仰支承结构主要由底座、转盘、俯仰箱体、左右支臂等组成。
为使轴向尺寸紧凑，刚性好，抗倾覆能力强，便于汇流环、方位铰链的装拆及维护。转台的方位支承设计为
