一种机载天线近场测试系统及方法技术方案

本申请公开了一种机载天线近场测试系统及方法，解决了现有技术近场测量人为操作带来误差的问题。所述系统，包含所述控制单元给射频信号源发送工作指令，控制机械臂运动，接收并处理测试探头的测试数据。机械臂安装并移动测试探头。移动装置承载并调节被测天线与测试探头的距离。射频信号源连接被测天线和控制单元。所述方法包含步骤：建立一个平面坐标系的阵列点阵Xm

【技术实现步骤摘要】
一种机载天线近场测试系统及方法


[0001]本申请涉及天线测试
，尤其涉及一种机载天线近场测试系统及方法。

技术介绍

[0002]天线的分类方法多种多样，按天线的外形分类是比较常见的一种分类方式。按照外形分类：T型天线、V型天线、矩形天线、环形天线、喇叭天线等。喇叭天线状似喇叭，波导终端呈圆形的是圆口径喇叭天线，波导终端呈矩形的是矩形口径喇叭天线，又称角锥喇叭天线。
[0003]机载天线是飞机系统与其他系统进行电磁能量交换的转换设备，从广义角度而言，以机载为工作平台的天线均可称为机载天线。在航空领域，航空空间的无线电波信号通过天线传送到电路；电路里的交流电流信号最终通过天线传送到空间中去，天线作为连接使用设备和空间的桥梁，在任何电子系统中都是必不可少的，天线精确与否对无线系统的性能优劣起决定作用。机载天线体积小，损耗低，承担着陆空信号传输的重要作用，是决定航行任务是否完成以及完成度的基础。
[0004]机载天线虽然工作环境特殊，但天线外形与普通喇叭天线一致。喇叭天线结构简单、功率容量大、尺寸多样，可满足多种应用需求，因此在航空领域被广泛应用。在飞机上，喇叭天线可以装在机脊上，主要用于通讯，比如用于空中避撞，在飞机飞行过程中不断向周围空间发射问询信号，进行飞机间的交流避免碰撞。也可以应用在雷达对抗系统上，进行雷达干扰时，可以使用喇叭天线对大范围内多个威胁雷达进行干扰。
[0005]根据天线测量距离的远近，天线的测量有近场测试和远场测试之分。近场测试是在近场区内扫描获取平面、柱面或者球面的近场幅相数据，将测量得到的近场数据进行数学变换并推演出天线远场的幅相特性。远场测试是使用一个距待测天线足够远的发射器像待测天线发射平面极化的电磁波，然后记录接收天线的幅相信息，改变准平面入射波的角度进行多次测量和记录，最终得到待测天线的远场幅相特性。
[0006]远场测量法对测试环境的要求很高，野外环境复杂，电磁干扰严重，另外，理想介质的平面极化电磁波在室外很难达到测试需求，此种方法测试成本高、工作量大、精度不高。近年来，虽然远场测量技术有了很大的发展，但是由于测试环境以及测试距离的影响，对于大口径的天线，远场测量技术往往不能达到测量精度的要求。计算机技术以及运动控制技术的发展，为近场测量技术的自动化提供了很好的技术支持，可以减少人为操作带来的误差，所以近场测量方法可以作为天线测量的常规方法。

技术实现思路

[0007]一种机载天线近场测试系统及方法，解决了现有技术近场测量测试探头和被测天线对准困难的问题。
[0008]本申请实施例提供一种机载天线近场测试系统，包含控制单元、射频信号源、测试探头、机械臂和移动装置。所述控制单元给射频信号源发送工作指令，控制机械臂运动，接
收并处理测试探头的测试数据。所述机械臂前端安装测试探头并接收控制单元指令带动测试探头移动。所述移动装置承载被测天线并接收控制单元指令调节被测天线与测试探头的距离。所述射频信号源连接被测天线和控制单元。
[0009]进一步地，所述控制单元包含主控计算机和矢量网络分析仪。所述主控计算机控制射频信号源、机械臂工作，接收矢量网络分析仪发送的测试数据并进行处理。所述矢量网络分析仪用于连接测试探头和主控计算机的通讯。
[0010]优选地，还包含吸波材料。所述吸波材料分别安装在测试探头和被测天线后方，吸波面朝向正对。
[0011]优选地，所述测试探头为倒角结构。
[0012]优选地，所述机械臂为五轴机械臂。
[0013]优选地，所述移动装置为三轴移动装置，带动被测天线移动。
[0014]本申请还提供一种机载天线近场测试方法，用上述机载天线近场测试系统，包含步骤：
[0015]设置频点数和相邻频点的步进长度，建立一个平面坐标系的阵列点阵Xm
ꢀ×
Yn；
[0016]测试探头在出发测试点，测试探头数据；
[0017]测试探头移动一个步进，测试探头数据；
[0018]重复移动和测试过程，至探头扫描Xm
×
Yn个阵列点，记录路径上所有测试点的探头数据。
[0019]进一步优选地，所述出发测试点位于X1
×
Y1、X1
×
Yn、Xm
×
Yn或Xm
ꢀ×
Y1。
[0020]进一步地，探头从出发测试点为X1，向Xm方向沿X轴移动m
‑
1次后，沿Y轴向有测试点的方向移动一个步进，向X1方向沿X轴移动m
‑
1次，以此类推至经过所有测试点，过程中沿Y轴移动的方向不变；
[0021]探头从出发测试点为Xm，向X1方向沿X轴移动m
‑
1次后，沿Y轴向有测试点的方向移动一个步进，向Xm方向沿X轴移动m
‑
1次，以此类推经过所有测试点，过程中沿Y轴移动的方向不变。
[0022]进一步地，探头从出发测试点为Y1，向Yn方向沿Y轴移动n
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1次后，沿 X轴向有测试点的方向移动一个步进，向Y1方向沿Y轴移动n
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1次，以此类推至经过所有测试点，过程中沿X轴移动的方向不变；
[0023]探头从出发测试点为Yn，向Y1方向沿Y轴移动n
‑
1次后，沿X轴向有测试点的方向移动一个步进，向Yn方向沿Y轴移动n
‑
1次，以此类推经过所有测试点，过程中沿X轴移动的方向不变。
[0024]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0025]本专利技术通过计算机的控制，实现对矢量网络分析仪、五轴机器臂的控制，完成被测机载喇叭天线近场数据采集工作。采用五轴机器臂，并通过主控计算机编程自动驱动扫描数据的路径方法，进行扫描运动控制，提高采集效率。采用移动装置带动被测机载喇叭天线运动，实现测试距离可控。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，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：
[0027]图1为本申请一种机载天线近场测试系统实施例结构图；
[0028]图2为本申请实施例机械臂运动图；
[0029]图3为本申请一种机载天线近场测试方法流程图；
[0030]图4是本申请实施例二所述电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0032]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
[0033]图1为本申请一种机载天线近场测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载天线近场测试系统，其特征在于，包含控制单元、射频信号源、测试探头、机械臂和移动装置；所述控制单元给射频信号源发送工作指令，控制机械臂运动，接收并处理测试探头的测试数据；所述机械臂前端安装测试探头并接收控制单元指令带动测试探头移动；所述移动装置承载被测天线并接收控制单元指令调节被测天线与测试探头的距离；所述射频信号源连接被测天线和控制单元。2.根据权利要求1所述机载天线近场测试系统，其特征在于，所述控制单元包含主控计算机和矢量网络分析仪；所述主控计算机控制射频信号源、机械臂工作，接收矢量网络分析仪发送的测试数据并进行处理；所述矢量网络分析仪用于连接测试探头和主控计算机的通讯。3.根据权利要求1所述机载天线近场测试系统，其特征在于，还包含吸波材料；所述吸波材料分别安装在测试探头和被测天线后方，吸波面朝向正对。4.根据权利要求1所述机载天线近场测试系统，其特征在于，所述测试探头为倒角结构。5.根据权利要求1所述机载天线近场测试系统，其特征在于，所述机械臂为五轴机械臂。6.根据权利要求1所述机载天线近场测试系统，其特征在于，所述移动装置为三轴移动装置，带动被测天线移动。7.一种机载天线近场测试方法，用权利要求1
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6任意一项所述机载天线近场测试系统，其特征在于，包含步骤：设置频点数和相邻频点的步进长度，建立一个平面坐标系的阵列点阵X
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；测试探头在出发测试点，测试探头数据；测试探头移动一个步进，测试探头数据；重复移动和测试过程，至探头扫描X
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个阵列点，记录路径上所有测试点的探头数据。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星汛，黄承祖，何贝琛，齐万泉，颉逍，王硕，康宁，白伟，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：