一种天线柱面近场测试方法技术

本发明专利技术提供了一种天线柱面近场测试方法，基于水平放置的转台实现，所述转台可水平转动，上表面为水平面；待测天线与测试工装固定安装在转台上；所述方法具体包括：将待测天线与测试工装的重心调整到转台的转轴附近；校准柱面近场系统坐标系Y轴；所述柱面近场系统坐标系Y轴为竖直方向；设置垂直扫描间隔距离和水平扫描间隔角度，进行近场幅度相位数据采集；通过近远场变换得到待测天线的远场测试结果。本发明专利技术的优势在于：通过对待测天线位置的调整，提高了柱面近场测试结果的精度。提高了柱面近场测试结果的精度。提高了柱面近场测试结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种天线柱面近场测试方法


[0001]本专利技术属于近场天线测试领域，具体涉及一种天线柱面近场测试方法。

技术介绍

[0002]天线近场测试方法，分为平面近场测试方法，柱面近场测试方法和球面近场测试方法。平面近场测试方法主要用于测试高增益天线。柱面近场测试方法主要用于测试中高增益天线。球面近场测试方法主要用于测试低增益天线。大口面星载天线由于体积大，往往需要大型工装。柱面近场测试这种大口面星载天线时，面临工装重量大且测试扫描范围大的需求。如果使用传统的柱面近场测试方法，仅通过水平气泡仪观察确认天线是否安装到位，对于大扫描面积会增大测试结果的不确定度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有的测试方法应用于天线测试时不确定度恶化的缺陷。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种天线柱面近场测试方法，基于水平放置的转台实现，
[0005]所述转台可水平转动，上表面为水平面；
[0006]待测天线与测试工装固定安装在转台上；
[0007]所述方法具体包括：
[0008]步骤1：将待测天线与测试工装的重心调整到转台的转轴附近；
[0009]步骤2：校准柱面近场系统坐标系Y轴；所述柱面近场系统坐标系Y轴为竖直方向；
[0010]步骤3：设置垂直扫描间隔距离和水平扫描间隔角度，进行近场幅度相位数据采集；通过近远场变换得到待测天线的远场测试结果。
[0011]作为上述方法的一种改进，所述步骤1具体为：将待测天线与测试工装的重心调整到与转台的转轴的距离不超过0.1λ；其中，λ为待测天线的工作波长。
[0012]作为上述方法的一种改进，调整待测天线与测试工装的重心位置时在测试工装上增加配重。
[0013]作为上述方法的一种改进，所述步骤2具体包括：
[0014]步骤2
‑
1：在待测天线上边沿安装目标点，转动转台一周，每间隔N度，记录1个目标点的位置；其中，N为可被360整除的整数；通过记录的点拟合出转动中心O
上
；
[0015]在待测天线下边沿安装目标点，转动转台一周，每间隔N度，记录1个目标点的位置；通过记录的点拟合出转动中心O
下
；
[0016]步骤2
‑
2：测量O
上
O
下
连线与校准柱面近场系统坐标系Y轴的同轴度，调整转台，直至同轴度小于设定阈值M。
[0017]作为上述方法的一种改进，所述N≤120度。
[0018]作为上述方法的一种改进，所述阈值M为Φ0.02λ；其中，λ为待测天线的工作波长。
[0019]作为上述方法的一种改进，所述目标点为靶球，使用激光跟踪仪测量靶球的位置。
[0020]作为上述方法的一种改进，所述目标点为靶标，使用经纬仪测量靶标的位置。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
[0022]通过在天线上、下边沿安装目标点，转动转台，测定目标点的位置，拟合天线的上下转动中心，调整上下转动中心连线与柱面近场系统坐标系Y轴的同轴度小于Φ0.02λ，提高了柱面近场测试结果的精度。
附图说明
[0023]图1所示为天线柱面近场测试方法涉及装置图；
[0024]图2所示为天线柱面近场测试方法流程图；
[0025]图3所示为本发放一个实施例的测试结果示意图。
[0026]附图标识
[0027]1、待测天线
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2、测试工装
[0028]3、转台
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4、探头扫面支架
[0029]5、探头
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6、扫描范围上边沿
[0030]7、扫描范围下边沿
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细的说明。
[0032]本申请提供一种天线柱面近场测试方法，通过对待测天线位置的调整来提高柱面近场测试结果的精度。
[0033]使用本方法时，上表面为水平面的转台3水平放置，转台可水平转动；待测天线1与测试工装2固定安装在转台3上；柱面近场测试系统部署在待测天线1与测试工装2的一侧，柱面近场测试系统包括竖直安放的探头扫面支架4和可在探头扫面支架4上进行上下移动的探头5。探头5进行扫描时产生的扫描范围上边沿6和扫描范围下边沿7如图1所示。
[0034]如图2所示，本方法的步骤包括：
[0035]步骤1：在测试工装2上增加配重，将待测天线1与测试工装2的重心调整到转台3的转轴附近；待测天线1与测试工装2的重心与转台3的转轴的距离不超过0.1λ(λ为待测天线的工作波长)。
[0036]在测试工装上增加配重，可以使待测天线1在转台3上转动时，减少转轴随动，减小近场测试系统采集的电子信号的不确定度。
[0037]步骤2：校准柱面近场系统坐标系Y轴。柱面近场系统坐标系Y轴为竖直方向，在柱面近场测试轴向扫描范围的上下边沿6和7处，测试柱面扫描面的转动中心O
上
和O
下
，使这两点连线与柱面近场系统的Y轴同轴度小于Φ0.02λ。
[0038]步骤3：设置垂直扫描间隔距离Δy和水平扫描间隔角度Δφ，在柱面扫描范围内进行近场幅度相位数据采集。通过近远场变换得到待测天线的远场测试结果。
[0039]在本专利技术的一个实例中，待测天线为星载偏馈柱面反射面天线，投影口面3米*5.6米。测试频率为19GHz，对应的天线工作波长λ＝15.79mm。待测天线距测试探头距离3.5米。天线扫描范围Y轴方向为10米，φ方向测试范围为360
°
。天线及测试工装安装在柱面近场测试转台后，增减配重块，使天线及测试工装的重心与转台转轴的距离小于1.5mm。调整转台
平面，通过转台上的气泡水平仪确认转台平面与地面水平。加工10cm*10cm*350cm的立方体工装，在此工装顶端安装靶球或靶标，通过激光跟踪仪或经纬仪测试靶球或靶标得到靶球或靶标的位置，将此工装安装在天线上边沿，转动转台，45度间隔转动共记录8个位置点，通过这8个位置点拟合出转动中心O
上
；将此工装安装在天线下边沿，转动转台，45度间隔转动共记录8个位置点，通过这8个位置点拟合出转动中心O
下
；O
上
O
下
连线与Y轴同轴度为Φ2mm。调整转台，直至O
上
O
下
连线与Y轴同轴度为Φ0.3mm。拆下工装后，设置Δy和Δφ的间隔，在柱面扫描面范围内进行近场幅度相位测试。通过近远场变换得到待测天线的远场测试结果。
[0040]转动转台记录位置点时，因为三点确定一个圆心，因而最少需要测试三个点，因此转动间隔应该小于等于120度。
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线柱面近场测试方法，基于水平放置的转台实现，所述转台可水平转动，上表面为水平面；待测天线与测试工装固定安装在转台上；所述方法具体包括：步骤1：将待测天线与测试工装的重心调整到转台的转轴附近；步骤2：校准柱面近场系统坐标系Y轴；所述柱面近场系统坐标系Y轴为竖直方向；步骤3：设置垂直扫描间隔距离和水平扫描间隔角度，进行近场幅度相位数据采集；通过近远场变换得到待测天线的远场测试结果。2.根据权利要求1所述的天线柱面近场测试方法，其特征在于，所述步骤1具体为：将待测天线与测试工装的重心调整到与转台的转轴的距离不超过0.1λ；其中，λ为待测天线的工作波长。3.根据权利要求1所述的天线柱面近场测试方法，其特征在于，调整待测天线与测试工装的重心位置时在测试工装上增加配重。4.根据权利要求1所述的天线柱面近场测试方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤2
‑
1：在待测天线上边沿安装目标点，转动转台一周，每间隔N度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪，刘浩，易敏，王宏建，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：