一种指向性天线的角度标校装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种指向性天线的角度标校装置及方法，降低了降低系统复杂度和系统成本、提高标校系统的精度、提高系统携行性和快速机动性。采用的方案是将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板去掉，在信标机天线(3)电轴通过的部位标记参考点(7)。去掉了传统方法中的基准端标校板后对于任意距离的角度标校参考目标会根据距离和夹角角度进行角度修正，既克服了基准端标校板的安装精度差、稳定性差带来的标校误差又降低了传统标校系统对无限远目标标校精度高而对近目标标校精度差的精度影响，使系统的标校精度得到提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种指向性天线的角度标校方法及装置，尤其是通过光学望远镜进行无线电指向性天线的角度标校方法及装置。
技术介绍
光学角度标校是目前雷达测量及通信等领域使用的指向性天线的角度标校方法之一。指向性天线的电轴指向位置由其方位轴角编码器和俯仰轴角编码器读出，受天线基座位置变化等因素的影响，轴角编码器的读数和电轴指向的真实值有一个差值，角度标校的目的是给出这一差值以便修正。《现代电子技术》2005年第17期(总第208期)第47～52页，《地面测控雷达角度标校技术》一文中描述了传统的光学角度标校装置和方法，如图1所示，传统光学角度标校系统包括天线端和标校基准端两部分设备。天线端设备包括电信号接收部件天线1和光信号测量部件光学望远镜2，标校基准端设备包括电信号发射部件信标机及信标机天线3和光标信号部件标校板4，标校板4上通常绘有交叉形状基准图案，基准点通常为十字交叉点。天线端和标校基准端两部分设备相隔一定的空间距离，随天线口径的由小到大该距离通常由几百至几千米。进行天线角度标校时首先将标校基准端设备固定，其信标机天线3和标校板4的相对位置与天线1馈源和望远镜2的相对位置相同；然后打开信标机发射电波信号，将天线1对准信标机天线3接收其发射的电波信号，并使天线1进入对信标机天线3自动跟踪工作状态，此时天线1电轴指向信标机天线3；接着调整望远镜2安装角度，使标校板4基准点出现在望远镜2视场中心，此时天线1的光轴指向标校板4基准点，由于天线端和标校基准端光电测量部件相对电轴的位置相同，此时即可以认为望远镜2的光轴与天线1电轴是平行的；最后，以光轴替代电轴对天线1的指向性进行角度标校，标校的参考目标既可以是已知角度的其它方位标，也可以是发光天体，因为在前面的步骤中已经保证了光轴与电轴的平行，所以当参考目标与望远镜距离远大于信标机天线与望远镜距离时，光轴的角度测量结果就可以作为电轴指向的参考角度，然后将该参考角度与天线轴角编码器读数比较给出差值并对轴角编码器读数进行修正。这种指向性天线角度标校方法及装置的不足之处在于三个方面：一是需要标校板，标校板的应用使系统更复杂、机动性能下降，尤其是在高角精度要求的雷达系统中，为了达到标校系统的精度就需要采用高强度的标校杆5和拉绳6加固等方式来抵抗大风等外力因素对标校板的干扰；二是如图2所示，对于近距离的角度参考目标其标校结果存在角度误差A1；三是标校板的安装水平度不易测量检查，会造成安装调试工作的困难。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的问题包括以下三个方面：一是降低系统复杂度和系统成本；二是提高标校系统的精度；三是提高系统携行性和快速机动性。(二)技术方案本专利技术采用的方案是将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉，在信标机天线3电轴通过的部位标记参考点7。去掉基准端标校板4后进行角度标校时不需要传统标校中的光轴和电轴平行调节步骤，新的标校过程包括：天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3的参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3的参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，测量望远镜2参考点与信标机天线3参考点7的距离L，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在水平面和垂直面上各投影生成一个夹角，分别称之为方位光电夹角ADev及俯仰光电夹角EDev，其中方位光电夹角的大小会随着天线1俯仰角的变化而发生改变；将望远镜2光轴指向方位角为ARef、俯仰角为ERef、距离为R的参考目标，此时先计算天线1电轴的仰角E＝ERef+EDev，再计算天线1电轴的方位角A＝ARef+ADev，其中ADev的计算中需要用到上步计算得到的E；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数ACode及俯仰轴角编码器读数ECode做差即得到天线轴角编码器角度修正值ACor和ECor。望远镜参考点是指其上下旋转轴和左右旋转轴的交点，天线参考点是指其上下旋转轴和左右旋转轴的交点。在望远镜镜架及天线支架设计时最好使望远镜光轴、上下旋转轴、左右旋转轴相互间的垂直距离为零，使天线电轴、上下旋转轴、左右旋转轴相互间的垂直距离也为零，这样的好处是在调整望远镜角度时其参考点与天线参考点间的位置关系不变。(三)有益效果由于本专利技术中去掉了传统方法中的基准端标校板4，既降低了系统复杂度和系统成本又提高了系统携行性和快速机动性，对本专利技术要解决的问题一、问题三提供了良好的效果；传统角度标校系统采用光电轴平行状态进行标校，如图2所示，对于光轴指向的近距离目标O，电轴指向的是O'，两轴存在角度差A1，这种情况导致传统角度标校系统在以近距离目标为基准进行标校时精度受到不良影响，去掉了传统方法中的基准端标校板4后对于任意距离的角度标校参考目标会根据距离和夹角角度进行角度修正，既克服了基准端标校板4的安装精度差、稳定性差带来的标校误差又降低了传统标校系统对无限远目标标校精度高而对近目标标校精度差的精度影响，使系统的标校精度得到提高。附图说明图1是传统光学角度标校系统组成图图2是传统光学角度标校系统对准近距离参考目标存在角度误差A1的示意图图3是光轴偏离电轴标校方法后视结构图图4是光轴偏离电轴标校方法侧视结构图图5是绘制了基准图案和测距尺寸参考的信标机天线图6是光电轴共水平面标校方法侧视结构图图7是光电轴共垂直面标校方法侧视结构图图8是光电轴共线标校方法侧视结构图具体实施方式实施例1：光轴偏离电轴标校方法将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉；安装望远镜2时望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离为h，与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离为v，与天线1参考点在天线1电轴方向的距离为b，其结构如图3、图4所示；信标机天线3参考点7标记于信标机天线3的电轴与馈源面交点处，其结构如图5所示。当天线1的电轴俯仰角度为零时，天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在水平和垂直面内与天线1电轴都存在夹角。这种方法的具体标校过程包括：天线1调整水平；打开信标机，将天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指向性天线的角度标校装置，包括天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件，其特征是去掉了传统角度标校系统中标校基准端设备标校板，在信标机天线电轴通过部位标记参考点。

【技术特征摘要】
1.一种指向性天线的角度标校装置，包括天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标
校基准端设备无线电信号发射部件，其特征是去掉了传统角度标校系统中标校基准端设备标
校板，在信标机天线电轴通过部位标记参考点。
2.如权利要求1所述的一种指向性天线的角度标校装置，望远镜安装于天线上，可随天
线的转动而移动，其特征是所述望远镜的光轴能调节指向无线电信号发射部件参考点。
3.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是所述望远镜光轴与天
线电轴的位置处于相同的垂直面内、水平面内或者共线。
4.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是增加距离测量设备，
距离测量设备安装于天线端或标校基准端，能够完成望远镜参考点和无线电信号发射部件参
考点或参考目标间距离的测量。
5.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是标校基准端设备有测
距尺寸参考标记。
6.一种指向性天线的角度标校方法，方法采用如权利要求1至5所述的任何一种指向性
天线的角度标校装置，标校工作包括：天线调整水平；打开信标机，将天线电轴对准信标机
天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐自民，丁志宏，陈华中，付宇飞，顾保国，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三七二六部队，顾保国，
类型：发明
国别省市：宁夏;64