一种无人机外场天线标校测试方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人机外场天线标校测试方法和系统，方法包括：1、测试方位放置无人机；2、引导无人机飞到理想测试起点；3、到达测试位置后，设置系统各节点进入指定测试类型的状态，设置相关工作参数、准备数据存储条件；4、控制无人机的位置、天线的转动和波束指向，系统同时开始数据采集和记录，测试过程实时监控，测试数据通过图形化展示；5、续航能力充足时，重复2～4，续航能力不足时，无人机飞回起飞点，补充动力并再次重复2～4；6、数据收集、整理、分析；7、对测试数据进行整理，形成归档包，或用于雷达修调。本发明专利技术利用无人机平台挂载测试仪表设备完成外场天线标校测试，能够以简单经济的方式，实现有效的外场天线测试项目。实现有效的外场天线测试项目。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机外场天线标校测试方法和系统


[0001]本专利技术涉及相控阵雷达
，尤其涉及一种无人机外场天线标校测试方法和系统。

技术介绍

[0002]雷达是20世纪人类在电子工程领域的一项重大专利技术，可以探测几百乃至上千公里以外的目标，广泛应用于国防、气象、测控、航管、水利、抢险救灾等领域，在现代化建设中是不可或缺的。天线性能的优劣直接影响雷达的探测效果。天线性能的下降只能通过天线测试来发现和修调。目前天线测试分为两个阶段，第一阶段是在微波暗室进行的近场测试，第二阶段是在试验外场通过标校塔进行的远场测试。在外场由于缺乏微波暗室和标校塔等条件基本无法完成有效的天线测试，对雷达的探测性能的发挥存在很大的影响。经济、快捷、有效的外场天线测试标校方法对雷达的高效使用具有很重要的意义。
[0003]目前无人机技术已经广泛应用于军事、工业、农业等各大领域，在飞行续航能力、飞行稳定度、悬停能力、载重能力等方面已经具有较高的技术水平，技术日趋完善。在无线数据链路方面，4G和5G技术的蓬勃发展提供了优质的低时延、大带宽、高可靠的数据无线传输信道。差分的GNSS技术特别是我国的北斗全球定位技术等的成熟发展使GNSS系统能够提供超高精度的定位和时间服务。这些技术的发展为利用无人机挂载仪器仪表代替标校塔进行天线标校提供了坚实的技术支持，使这一方法变成现实成为可能。但目前还未有有效的利用无人机进行天线标校的方法。

技术实现思路

[0004]为解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种无人机外场天线标校测试方法和系统。
[0005]本专利技术的具体内容如下：一种无人机外场天线标校测试方法，包括如下步骤
[0006](1)在测试方位放置无人机；
[0007](2)引导无人机飞到理想的测试起点；
[0008](3)到达测试位置后，设置系统各节点进入指定测试类型的状态，设置相关工作参数、准备数据存储条件；
[0009](4)根据不同的测试项目，控制无人机的位置、天线的转动和波束指向，系统同时开始数据采集和记录，测试过程实时监控，测试数据通过图形化展示，
[0010](5)当续航能力充足时，重复步骤(2)～(4)，续航能力不足时，引导无人机飞回起飞点，补充动力并再次重复步骤(2)～(4)；
[0011](6)数据收集、整理、分析；
[0012](7)对测试数据进行整理，一方面形成归档包，另一方面用于雷达修调。
[0013]进一步的，步骤(2)中理想的测试起点包括在预设的距离方位上天线接收的信号最大的位置。
[0014]进一步的，在测试前完成标校测试规划，形成测试方案存储备用，给测试各节点加电，测试通讯正常，检查测试部署，准备开始测试
[0015]进一步的，步骤(4)中，当测试项目为水平波瓣测试时，控制无人机维持在理想测试点悬停，控制天线波束之向不变做圆周运动，旋转不少于3周。
[0016]进一步的，步骤(4)中，当测试项目为垂直波瓣测试时，控制天线波束指向和阵面朝向不变，引导无人机在保持到阵面中心的距离不变、在圆弧轨迹，角度不小于60度的测试点上下飞行，飞行不少于3个回合。
[0017]进一步的，步骤(4)中，当测试项目为二维波瓣测试时，依次控制无人机在设定的高度层维持悬停状态，在此状态下天线维持波束之向不变旋转不少于3周，依次轮换所有高度层测试，测试过程中无人机到阵面中心的距离保持不变。
[0018]进一步的，步骤(4)中，当测试项目为波束指向测试时，依据波束之向测试抽样表，保持阵面指向不变，依次控制天线指向抽样表中的波束之向，引导无人机到达理论信号最大的位置，并在附近上下做地毯式S型飞行，找寻信号最大的位置并记录，依次完成抽样表指向核定。
[0019]本专利技术还公开了一种无人机外场天线标校测试系统，测试系统包括硬件部分和软件部分，
[0020]硬件部分包括硬件层，软件部分包括通讯层、解析层、分析层、显示层和输出层；
[0021]硬件层通过通讯层将数据传输到解析层，解析层将解析后的数据传输到分析层，输出层根据分析层的分析结果输出报告，显示层将分析层的结果显示。
[0022]进一步的，硬件层包括1～n个设备模块，通讯层包括1～m个通讯接口，解析层包括1～k个数据解析模块，分析层包括1～l个数据分析模块，显示层包括1～i个图像化显示模块，输出层包括1～p个报告输出模块；其中，n、m、k、l、i、p均为正整数；
[0023]设备模块均提供唯一标识符，标识符包括类别ID和设备唯一编号。
[0024]进一步的，硬件部分包括无人机平台、测试平台和雷达平台；
[0025]所述无人机平台包括无人机路由器、信号源、定位模块和无人机控制单元，无人机路由器分别与信号源、定位模块和无人机控制单元通讯；
[0026]所述测试平台包括地面路由器、地面控制端、综合处理终端和频谱仪，地面路由器分别与地面控制端、综合处理终端和频谱仪通讯；
[0027]所述雷达平台包括雷达控制端和与雷达控制端相连的天线，雷达控制端与地面路由器通讯，天线通过馈线连接频谱仪；
[0028]无人机路由器和地面路由器通过无线信道互联，地面控制端和无人机控制单元通过无线信道互联；
[0029]综合处理终端通过无人机天线测试标校软件控制测试平台和无人机平台上的测试设备，启动标校测试，实时监视测试过程、采集和记录测试数据，根据测试数据形成图文测试结果并生成天线精调指导建议。
[0030]本专利技术的无人机外场天线标校测试方法和系统利用无人机平台挂载测试仪表设备完成外场天线标校测试，能够以简单经济的方式，实现有效的外场天线水平波瓣测试、垂直波瓣测试、二维波瓣测试、指向校准等测试。
附图说明
[0031]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步阐明。
[0032]图1为本专利技术的测试流程示意图；
[0033]图2为本专利技术的水平波瓣测试示意图；
[0034]图3为本专利技术的垂直波瓣测试示意图；
[0035]图4为本专利技术的二维波瓣测试示意图；
[0036]图5为本专利技术的模块化示意图；
[0037]图6为本专利技术的测试系统连接示意图。
具体实施方式
[0038]实施例1
[0039]结合图1
‑
图4，本实施例公开了一种无人机外场天线标校测试方法，包括如下步骤：
[0040]在测试前在综合处理终端上用测试标校软件完成标校测试规划(新建或调取已有任务)，形成测试方案，存储备用。给测试各节点加电，测试通讯正常，检查测试部署，准备开始测试。
[0041]本实施例能够适用的测试项目包括水平波瓣测试、垂直波瓣测试、二维波瓣测试和波束指向测试，各测试项目包括以下通用步骤：
[0042](1)在测试方位放飞无人机，再次确认系统就位状态，状态完好则在软件上启动自动测试。
[0043](2)软件依据预先做的测试规划，引导无人机飞到理想本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：包括如下步骤(1)在测试方位放置无人机；(2)引导无人机飞到理想的测试起点；(3)到达测试位置后，设置系统各节点进入指定测试类型的状态，设置相关工作参数、准备数据存储条件；(4)根据不同的测试项目，控制无人机的位置、天线的转动和波束指向，系统同时开始数据采集和记录，测试过程实时监控，测试数据通过图形化展示，(5)当续航能力充足时，重复步骤(2)～(4)，续航能力不足时，引导无人机飞回起飞点，补充动力并再次重复步骤(2)～(4)；(6)数据收集、整理、分析；(7)对测试数据进行整理，一方面形成归档包，另一方面用于雷达修调。2.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：步骤(2)中理想的测试起点包括在预设的距离方位上天线接收的信号最大的位置。3.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：在测试前完成标校测试规划，形成测试方案存储备用，给测试各节点加电，测试通讯正常，检查测试部署，准备开始测试。4.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：步骤(4)中，当测试项目为水平波瓣测试时，控制无人机维持在理想测试点悬停，控制天线波束之向不变做圆周运动，旋转不少于3周。5.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：步骤(4)中，当测试项目为垂直波瓣测试时，控制天线波束指向和阵面朝向不变，引导无人机在保持到阵面中心的距离不变、在圆弧轨迹，角度不小于60度的测试点上下飞行，飞行不少于3个回合。6.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，其特征在于：步骤(4)中，当测试项目为二维波瓣测试时，依次控制无人机在设定的高度层维持悬停状态，在此状态下天线维持波束之向不变旋转不少于3周，依次轮换所有高度层测试，测试过程中无人机到阵面中心的距离保持不变。7.根据权利要求1所述的无人机外场天线标校测试方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬洋，周杨，范家强，蒋庆丰，黄炜，禹光华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：