專利名稱：天線綜合測試轉(zhuǎn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微波通信測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種天線綜合測試轉(zhuǎn)臺。
背景技術(shù)：
各種天線包括通信天線、雷達天線、射電天文望遠(yuǎn)鏡天線或其它民用天線，在使用前需測試各方面的參數(shù)，其中最基本的是天線的輻射能量在空間的分布，及測試并繪制出天線的方向圖，主要測試工具是測試轉(zhuǎn)臺。隨著微波技術(shù)的發(fā)展，對天線的輻射特性和相位中心測試要求越來越高，天線測試需要各種形式的測試轉(zhuǎn)臺?，F(xiàn)有技術(shù)的天線測試轉(zhuǎn)臺，由于結(jié)構(gòu)原因測試功能單一，只能測試天線的輻射特性，不能適應(yīng)各種形式天線的測試，也不能綜合測試天線各種指標(biāo)，如福射特性和相位中心等。專利申請?zhí)枮?9227316. I的中國實用新型專利公開一種“四自由度天線測試轉(zhuǎn)臺，設(shè)有繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其上設(shè)有固定裝置，其特征是同時還設(shè)有X軸、Y軸與Z軸三個方向的直線移動機構(gòu)。在移動機構(gòu)中設(shè)置有動力機械及傳動裝置。如將旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與移動機構(gòu)的動力裝置均與計算機聯(lián)結(jié)，同時天線的接收機也與計算機聯(lián)結(jié)，即可實現(xiàn)自動控制。由于本設(shè)計具有四個自由度，待測天線固定后，高度與角度可任意調(diào)整，使天線方向圖的測試方便易行，提高測試的工作效率?！薄５窃搶＠圆荒軡M足測試要求的方向轉(zhuǎn)動，完成天線多項性能指標(biāo)的測試。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，通過各軸的轉(zhuǎn)動或平移，能將天線的極化中心調(diào)整到限定的空間位置，依測試要求的方向轉(zhuǎn)動，完成天線綜合性能測試，提高天線測試轉(zhuǎn)臺的測試能力。本實用新型一種天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，包括三軸轉(zhuǎn)臺、基座和控制單元。三軸轉(zhuǎn)臺包括上方位軸、俯仰軸和下方位軸，上方位軸、俯仰軸和下方位軸依次由上向下安裝。天線綜合測試轉(zhuǎn)臺還設(shè)有三軸位移平臺，三軸位移平臺安裝在三軸轉(zhuǎn)臺的上部。三軸位移平臺包括X軸、Y軸、Z軸和發(fā)射極化機構(gòu)，發(fā)射極化機構(gòu)設(shè)有極化軸。X軸、Y軸、Z軸依次由下向上安裝，發(fā)射極化機構(gòu)位于Z軸的上部。構(gòu)成由下往上依次為下方位軸、俯仰軸、上方位軸、X軸、Y軸、Z軸和極化軸的七維天線綜合測試轉(zhuǎn)臺。上方位軸、俯仰軸和下方位軸分別設(shè)有雙電機驅(qū)動的電消隙機構(gòu)，電機為帶抱閘的直流伺服電機。發(fā)射極化機構(gòu)由基座、轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)盤軸承、驅(qū)動裝置、左右配重支臂、同步旋變和極化軸組成，極化軸安裝在左右配重支臂的上端。上方位軸和下方位軸分別裝有雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器的分辨率為0.0014°，解碼精度為2"。發(fā)射極化機構(gòu)裝有步進電機加減速器?？刂茊卧ㄓ嬎銠C、控制與調(diào)節(jié)電路、電機驅(qū)動器、角度傳感器解碼器和電源接口?？刂茊卧挠嬎銠C自行編制的應(yīng)用軟件，所述軟件分為轉(zhuǎn)臺控制軟件和天線測試軟件。X、Y、Z三軸主要用來調(diào)整天線的相位中心，測試時將該裝置安裝在三軸轉(zhuǎn)臺平臺上，測天線其它指標(biāo)的轉(zhuǎn)臺可以拆除X、Y、Z三軸。拆除X、Y、Z三軸后，成為下方位軸、俯仰軸、上方位軸和極化軸四維天線測試轉(zhuǎn)臺。本實用新型通過七維轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的綜合性測試轉(zhuǎn)臺，實現(xiàn)對天線的輻射特性和天線相位等多功能測試。各軸的轉(zhuǎn)動或平移，按測試要求的方向轉(zhuǎn)動，將天線的極化中心調(diào)整到限定的空間位置，完成天線各項性能指標(biāo)的測試，提高了天線測試轉(zhuǎn)臺的綜合測試能力和測試數(shù)據(jù)的可靠性。轉(zhuǎn)臺七個軸的運動在伺服系統(tǒng)和計算機的控制下完成，測試的靈敏度和準(zhǔn)確性高。轉(zhuǎn)臺控制和天線測試數(shù)據(jù)處理由控制單元的計算機和專用軟件完成，需要的軟件系統(tǒng)資源少，程序結(jié)構(gòu)簡潔清晰、易于查錯。軟件在實時采集數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確計算的基礎(chǔ)上設(shè)計方向圖形，進行各種適應(yīng)性操作，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的智能化，簡化了操作程序。

圖I為本實用新型天線綜合測試轉(zhuǎn)臺的整體示意圖；圖2為天線綜合測試轉(zhuǎn)臺的側(cè)視圖。 其中；I 一發(fā)射極化機構(gòu)、2—三軸位移平臺、3—三軸轉(zhuǎn)臺、4 一基座、5—極化軸、6—Z軸、
7—Y軸、8—X軸、9一上方位軸、10—俯仰軸、11一下方位軸、12—通信電纜、13—控制單兀。具體是實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型天線綜合測試轉(zhuǎn)臺如圖I、圖2所示，由三軸位移平臺2、三軸轉(zhuǎn)臺3、基座4和控制單元13組成。三軸位移平臺包括X軸8、Y軸7、Z軸6和發(fā)射極化機構(gòu)1，發(fā)射極化機構(gòu)位于Z軸的上部，發(fā)射極化機構(gòu)設(shè)有極化軸5。X軸、Y軸、Z軸極化軸5和依次由下向上安裝。三軸轉(zhuǎn)臺2包括上方位軸9、俯仰軸10和下方位軸11，上方位軸、俯仰軸和下方位軸依次由上向下安裝。三軸位移平臺安裝在三軸轉(zhuǎn)臺的上部，構(gòu)成由下向上依次為下方位軸、俯仰軸、上方位軸、X軸、Y軸、Z軸和極化軸的七維天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸部分通過RS422總線與控制單元聯(lián)通?？刂茊卧ㄓ嬎銠C、控制與調(diào)節(jié)電路、電機驅(qū)動器、角度傳感器解碼器和電源接口。上方位軸9、俯仰軸10和下方位軸11用雙電機驅(qū)動的電消隙機構(gòu)，電機采用帶抱閘的直流伺服電機，徹底消除了傳動回差，保證了對測試天線指向調(diào)整的精確度，以便得到精確的天線方向圖。電機帶抱閘，在初始對準(zhǔn)調(diào)整后，測試中不轉(zhuǎn)動的軸處于斷電自鎖狀態(tài)，既節(jié)省了能源，又保證了測試精度和系統(tǒng)的可靠性。為了連續(xù)轉(zhuǎn)動無限位，上方位軸9和下方位軸11均配置了滑環(huán)裝置，下方位滑環(huán)總路數(shù)為72路。俯仰軸10只允許小范圍轉(zhuǎn)動，以免造成過大的不平衡力矩負(fù)責(zé)，無謂地增加俯仰電機的驅(qū)動功率。上方位軸9和下方位軸11采用粗精組合的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器作為角度傳感器，旋轉(zhuǎn)變壓器的分辨率為0. 0014° (18位)，解碼精度達到2”。俯仰軸的角度傳感器采用17位光電編碼。發(fā)射極化機構(gòu)I由底座、轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)盤軸承、驅(qū)動裝置、左右配重支臂、同步旋變和極化軸組成，極化軸安裝在左右配重支臂的上端。發(fā)射極化機構(gòu)I驅(qū)動采用步進電機加減速器，同步采用編碼器定零位，步進電機脈沖驅(qū)動的方法，能夠滿足0.01°精度。升降裝置采用交流電機，正反轉(zhuǎn)控制升降，行程末端配有限位裝置。[0019]控制單元與各軸執(zhí)行部件之間通過RS422總線進行通信。控制單元的計算機自行編制的應(yīng)用軟件，所述軟件分為轉(zhuǎn)臺控制軟件和天線測試軟件。軟件主要功能如下⑴轉(zhuǎn)臺各軸驅(qū)動和顯示其實時位置； ⑵提供手動和自動控制模式；⑶選擇頻域或時域掃描方式，選擇掃頻或點頻測量方式；⑷設(shè)置轉(zhuǎn)臺工作狀態(tài)參數(shù)如速度、方向、工作范圍等引導(dǎo)功能，鼠標(biāo)拾取功能等;(5)極座標(biāo)和直角坐標(biāo)兩種顯示方式，任意切換，顯示幅度和角度范圍可任選；(6)遙控功能遙控發(fā)射天線極化轉(zhuǎn)換；遙控信號源參參數(shù)選擇；(7)在微波頻段考慮到饋線損耗，信號源需靠近輔助天線，需此功能；·(8)設(shè)置測試儀器各項參數(shù)，如頻率、功率電平、帶寬等；⑶遠(yuǎn)場測量及數(shù)據(jù)采集分析處理；(W)系統(tǒng)測量功能；(11)多圖疊加功能；(12)系統(tǒng)自校功能幅度、相位自校；(1 誤差分析、控制誤差功能。
權(quán)利要求1.一種天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，包括三軸轉(zhuǎn)臺(3)、基座(4)和控制單元(13)，所述三軸轉(zhuǎn)臺包括上方位軸(9)、俯仰軸(10)和下方位軸(11)，上方位軸、俯仰軸和下方位軸依次由上向下安裝，其特征是所述天線綜合測試轉(zhuǎn)臺還設(shè)有三軸位移平臺(2 )，所述三軸位移平臺安裝在三軸轉(zhuǎn)臺的上部；三軸位移平臺包括X軸(8 )、Y軸(7 )、Z軸(6 )和發(fā)射極化機構(gòu)(I )，發(fā)射極化機構(gòu)設(shè)有極化軸(5);所述X軸、Y軸、Z軸依次由下向上安裝；所述發(fā)射極化機構(gòu)位于Z軸的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是所述上方位軸(9)、俯仰軸(10)和下方位軸(11)分別設(shè)有雙電機驅(qū)動的電消隙機構(gòu)，所述電機為帶抱閘的直流伺服電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是所述發(fā)射極化機構(gòu)(I)由底座、轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)盤軸承、驅(qū)動裝置、左右配重支臂、同步旋變和極化軸組成，極化軸安裝在左右配重支臂的上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是所述上方位軸和下方位軸分別裝有雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器的分辨率為0.0014°，解碼精度為2"。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是發(fā)射極化機構(gòu)(I)裝有步進電機加減速器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是所述控制單元包括計算機、控制與調(diào)節(jié)電路、電機驅(qū)動器、角度傳感器解碼器和電源接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，其特征是；所述控制單元的計算機自行編制的應(yīng)用軟件，所述軟件分為轉(zhuǎn)臺控制軟件和天線測試軟件。
專利摘要本實用新型涉及一種天線綜合測試轉(zhuǎn)臺，由三軸位移平臺、三軸轉(zhuǎn)臺、基座和控制單元組成。三軸轉(zhuǎn)臺包括上方位軸、俯仰軸和下方位軸。三軸位移平臺包括X軸、Y軸、Z軸和發(fā)射極化機構(gòu),發(fā)射極化機構(gòu)設(shè)有極化軸。X軸、Y軸、Z軸依次由下向上安裝，發(fā)射極化機構(gòu)位于Z軸的上部。構(gòu)成由下往上依次為下方位軸、俯仰軸、上方位軸、X軸、Y軸、Z軸和極化軸的七維天線綜合測試轉(zhuǎn)臺。本實用新型通過七維轉(zhuǎn)軸構(gòu)成的天線綜合性測試轉(zhuǎn)臺，實現(xiàn)對天線的輻射特性和天線相位等多功能測試。各軸的轉(zhuǎn)動或平移，將天線的極化中心調(diào)整到限定的空間位置，完成天線各項性能指標(biāo)的測試，提高了天線測試轉(zhuǎn)臺的綜合測試能力和測試數(shù)據(jù)的可靠性。
文檔編號G01R29/10GK202583331SQ201220156108
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者王玖珍 申請人:河北威賽特科技有限公司