一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头系统，属于天线测试领域，与多探头系统传统的环形采样方法不同，本发明专利技术所述采样方法，采用球面螺旋式采样，比传统环形采样方法的采样密度的变化区间更广，采样轨迹的方向灵活可调，可实现更丰富多样更高效的采样。本发明专利技术所诉探头环系统包括以下部分：硬质工字环形导轨，用于连接、固定探头环和载物轨道车，带限位轮和动力轮的探头环，可以沿导轨360

【技术实现步骤摘要】
一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统

：
[0001]本专利技术属于天线测试
，尤其涉及一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统。

技术介绍
：
[0002]多探头系统传统的采样方法中，被测物在转杆上的转动和被测物沿探头环方向的小角度转动是两步分解运动，一般转杆转动完成后再使被测物沿环方向转动，沿环方向转动的电机就会有工作和不工作两个状态，两种状态有一定的间隔时间，这会造成不同状态下电机和转动部件的咬合应力不同，从而引入额外的误差。该方法利用改变角位移差的方式来增加采样密度，由于产生角位移差以后，环上探头的分布相对于中央转杆不再对称，所以这种采样方法的采样密度调节能力有限，很大程度的降低了系统的采样效率，因此有必要设计了一种新的采样方式，来提高系统采样密度的调节能力。
[0003]在多探头测试系统中，探头环是最重要的测试部件，探头环的建造精度会直接影响整个系统的测试精度。常规的建造方案多采用拼接的方式，就是将环拆分成几个部分，然后再将每个部分拼接起来，这种建造方式会给多探头系统引入了额外的工装误差。除此之外，受被测天线转台布局的影响，这种建造方式中用到的探头环都不是一个整环，环底部会缺出一块，用来安装被测天线转台，这样就不可避免的造成信号缺失。除此之外，这样建造多探头系统在校准时需要用到专门的治具，治具的好坏和安装精度直接影响系统的测试性能。因此，需要设计一种新型的多探头环，能作为一个整体单独建造，同时需要环本身就具备校准能力不需要用到额外的校准治具，这样可以保证系统的校准精度。
专利
技术实现思路
:
[0004]为了克服上述的技术难点，本专利技术提出了一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统。本专利技术用截面呈工字的环形导轨将探头环和载物转杆连接到一起，通过探头环支架和轨道车上的限位轮，将二者固定到导轨平面内，再通过控制探头环支架和轨道车上动力轮，来实现探头环和轨道车在平面内360
°
转动。利用该多探头环系统，可通过控制载物转杆、探头环或轨道车的步进方向和步长，来实现高度可控的球面螺旋采样。
[0005]第一方面，本申请实例提出一种高度可调螺旋式采样方法，包括以下步骤：
[0006]将被测天线安装到载物转杆上，调整载物转杆位置，确保天线相位中心与探头环中心重合；
[0007]设置仰角和方位角采样步进方向，根据采样定理设置好系统的方位角采样步长和仰角采样系数n，利用采样系数和方位角采样步长计算出仰角采样步长Δθ，启动系统，开始采样；
[0008]按预设的采样步长和方向同时转动转杆和探头环，然后按采样顺序激活探头，执行采样；
[0009]待所有预设采样点都完成采样后，结束采样，将系统恢复至初始状态，并输出采样
结果；
[0010]第二方面，本申请实例提出一体式多探头环系统，其结构包括：
[0011]截面呈工字的环形导轨，环型探头支架，支架上的动力轮、限位轮，交叉极化探头，柱形载物转杆，载物轨道车，轨道车上的动力轮和限位轮；
[0012]环型探头支架，由限位轮将其固定在工字环形导轨的内侧，由动力轮带动其沿导轨做360
°
圆周运动；
[0013]柱形载物转杆安装在载物轨道车上。载物轨道车，由限位轮将其固定在硬质环形工字导轨的外侧，由动力轮带动其沿导轨做360
°
圆周运动；
[0014]柱形载物转杆由底部的转动电机带动其沿圆柱形抱杆的中轴做360
°
圆周运动；
[0015]通过硬质环形工字导轨的连接，多探头环和载物转杆可作为一个整体单独建造；
[0016]安装上标准天线后，可通过转动探头环或者载物轨道车的方式来对系统进行校准，不需要额外的治具；
[0017]本申请实施例，通过螺旋采样的方式，可实现增强系统采样密度的调控能力；
[0018]本申请实施例，通过螺旋采样的方式，可使电机连续运转，减小电机和系统耦合时带来的机械误差；
[0019]本申请实施例，当探头环上相邻探头的夹角为Δθ
′
时，仰角采样步长和方位角采样步长满足：其中仰角采样倍数n∈{0.5,1,1.5,2,2.5,3,
…
,∞}；
[0020]本申请实施例，通过一体式多探头系统，可缩短多探头测试系统出厂后的建造周期；
[0021]本申请实施例，通过同时转动探头环和载物轨道车的方式可提高系统的采样速率；
[0022]本申请实施例，探头环和载物轨道车均可沿导轨高精度可控的360
°
圆周运动，可减小对校准治具的依赖，实现系统自校准；
[0023]本申请实施例，可通过调整探头环和被测物的相对位置，将任意一个探头作为被测物顶端的参考探头，降低系统校准时参考探头误差引起的系统误差；
[0024]本申请实施例，探头环的放置方式可竖直、可水平、可倾斜，能适应不同尺寸的电波暗室。
附图说明:
[0025]此处所说明的附图用来帮助进一步理解本申请，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0026]图1申请实施例提供的高度可调螺旋式采样流程图
[0027]图2为本申请实施例提供的一体式多探头环系统结构正视图；
[0028]图3为本申请实施例提供的一体式多探头环系统结构侧视图；
[0029]图4为本申请实施例提供的左手螺旋采样示意图；
[0030]图5为本申请实施例提供的右手螺旋采样示意图；
[0031]具体实施办法:
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例：本专利技术提供了一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统，参阅图1，为本专利技术高度可调螺旋式螺旋采样法，利用图2中所展示的一体式多探头环系统结构可实现该采样方法。
[0034]参阅图1，为本专利技术提供的螺旋采样流程图：
[0035]A:将被测天线安装到载物转杆上，上下左右调整转杆位置，确保天线相位中心与探头环中心重合；
[0036]B:设置仰角和方位角采样步进方向，根据采样定理设置系统采样的方位角采样步长和仰角采样系数n，利用公式和仰角采样系数n，利用公式计算出仰角采样步长Δθ，其中Δθ
′
为相邻探头在环上的夹角，启动系统，开始采样；
[0037]C:按预设的采样步长和方向同时转动转杆和探头环，然后按采样顺序激活探头，执行采样；
[0038]D:待所有预设采样点都完成采样后，结束采样，将系统恢复至初始状态，并输出采样结果；
[0039]参阅图2、图3，为本专利技术提供的一体式多探头环系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高度可调螺旋式采样方法，其特征在于：将被测天线安装到载物转杆上，调整载物转杆位置，确保天线相位中心与探头环中心重合；设置仰角和方位角的步进方向，根据采样定理设置仰角采样系数n和方位角采样步长利用采样系数和方位角采样步长，计算出仰角采样步长Δθ，启动系统，开始采样；按预设的采样步长和方向同时转动载物转杆和探头环，然后按顺序激活探头，执行采样；待所有预设采样点都完成采样后，结束采样，将系统恢复至初始状态，并输出采样结果。2.根据权利要求1所述的一种高度可调螺旋式采样方法，其特征在于，所述载物转杆安装于轨道车上。3.根据权利要求1所述的一种高度可调螺旋式采样方法，其特征在于，仰角采样步长的计算公式为：方位角采样步长其中为预设的方位角的采样步长，Δθ
′
为探头环上相邻探头的间隔角，n为仰角方向采样系数，且n∈(0.5,1,1.5,2,2.5,3,
…
,∞)，不同的n实现不同的采样密度，当n越大时采样密度越大。4.根据权利要求1所述的一种高度可调螺旋式采样方法，其特征在于，系统采样方式为：转动载物转杆的同时转动探头环，来实现螺旋采样，通过改变载物转杆和探头环其中一个的转动方向，可改变螺旋采样轨迹的螺进方向。5.根据权利要求1所述的一种高度可调螺旋式采样方法，其特征在于，系统恢复至初始状态方法，其特征在于：各旋转部件先恢复0
°
位置后继续沿该方向运行5
°
，然后调转方向运动再恢复到0
°
位置，来保证后续测量中电机的螺距误差一致。6.根据权利要求1所述，一种高度可调螺旋式采样方法，其优点在于，采样密度的调整性更强，精度更高：螺旋采样的方式，，可在仰角方向实现探头相邻间隔角的0.5倍至...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鸿，
申请(专利权)人：深圳星航物连科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：