Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Stabilizing a missile radar antenna Using Axiomatic Design
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This thesis work describes a brand new concept of how to, from a mechanical perspective,

stabilize/mount a radar antenna. The antenna must be able to rotate ±60 degrees around pitch

and yaw without disturbing the radar characteristics. At the same time the antenna diameter

must be as large as possible to enhance radar quality.

Axiomatic Design was applied as the work method which helped developing a brand new

concept of how to mount the antenna. This concept study was made for Saab Bofors Dynamics

at Massachusetts Institute of Technology in the lab ”Park Centre for Complex Systems” under

supervision of Prof. Nam P. Suh (MIT) and Jan-Gunnar Persson (KTH).

The invention process using Axiomatic Design resulted in a brand new concept. A fixed

sphere, in which the antenna can slide, eliminates the translational degrees of freedom. Two

linkages actuate the antenna by means of linear motors. A careful selection of joints eliminates

the last unwanted degree of freedom. Left are two rotational DOF, one around pitch and one

around yaw. Only the thickness of the sphere and the missile inner diameter limit the size of the

antenna diameter.

The radar disturbance is remaining low, since the additional disturbance is very low and the

same in every angle in the ±60 degree of freedom that the antenna has. That is achieved by

letting the antenna slide inside a sphere where the walls are equally thick all around the

required work space. The material of the sphere could preferably be the same as in the radome.

Oversteering is minimized since direct drive is possible. No transmission is needed.

The antenna has physical restrictions at 90 degrees. Since that is outside the work space it does

not affect the rotation mechanism.

Abstract [sv]

Denna rapport beskriver en konseptstudie på hur man på olika sätt kan rotera en två

frihetsgraders radarantenn. Antennen har rörelsekrav på ±60 grader kring tilt samt elevation.

Den ska placeras inuti en missil, vilket ger den utrymmesrestriktioner. För att optimera

antennens kvalitet får antennens microvågor störas minimalt samtidigt som antennens diameter

måste vara så stor som möjligt.

Axiomatic Design har tillämpats som utvecklingsmetod för att komma fram till ett

konstuktionskoncept. Denna konseptstudie har utförts för Saab Bofors Dynamics vid

Massachusetts Institute of Technology, MIT under ledning av Håkan Skytt (Saab Bofors

Dynamics) och Nam P. Suh (MIT) och Jan-Gunnar Persson (KTH).

Efter att ha värderat olika lösningsförslag med hjälp av Axiomatic Design valdes ett koncept

refererat som Fixed Sphere. Antennen slider m h a lågfriktionsytor inuti en sfär. Två länkar

med linjära motorer i respektive länk vrider antennen. Noggrant utvalda leder begränsar antalet

frihetsgrader hos antennen till de önskade frihetsgraderna. Sfären maximerar storleken hos

antennen. Bara sfärens väggtjocklek, samt missilens yttervägg begränsar antennens diameter.

Mikrovågorna, vars kvalitet är av yttersta vikt, försämras marginellt då samma typ av material

väljs som används till radomen på missilen. Sfärens geometri gör att den tillkomna störningen

är konstant, oavsett hur antennen vrider sig inom arbetsområdet ±60 grader. Detta är

åstadkommet genom att väggtjockleken är konstant genom hela arbetsområdet. Det gör att

mängden material

m a o väggtjockleken som radarn ser igenom är konstant oavsett vinkel.

Överstyrdheten hos radarn antas elimineras då motorerna kan direktköras. Det finns inga

kugghjul som kan skapa och sprida glapp.

Rörlighetsförmågan hos antennen har restriktioner kring ±90 grader, men då detta ligger

utanför arbetsområdet kan det bortses ifrån.

Place, publisher, year, edition, pages
2007.
Series
MMK 2007:46 MPK 559
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100712OAI: oai:DiVA.org:kth-100712DiVA: diva2:544617
External cooperation
Saab Bofors Dynamics,Nam P. Suh, MIT
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-15 Created: 2012-08-15 Last updated: 2012-08-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Malin Kjellberg(2168 kB)1444 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2168 kBChecksum SHA-512
8c56bcf36893ced57286ed12108cd627873f1c60821b003ea4ca3afa413c83f1e957fca99daa282f9047d9af74599c5eee1d6d173617c40859ab7c273b785750
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1444 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 194 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf