CN102931469B - 一种标准增益喇叭天线定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标准增益喇叭天线定位装置，其分为适用于大天线的定位装置和适合于小天线的定位装置。适合于大天线的定位装置包括支撑机构、以及固装在支撑机构上且用于沿X轴、Y轴和Z轴方向调整喇叭天线的三轴调整机构。适合于小天线的定位装置除了包括上述支撑机构和三轴调整机构外，还包括固装在圆盘转台上且用于沿喇叭天线的轴线方向调整喇叭天线的轴线旋转机构。所述标准增益喇叭天线定位装置用于标准增益喇叭天线的固定和位置调整，其具有多自由度调整、操作简便、固定可靠的特点，适用于各类型喇叭天线的测试、实验场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种定位装置，尤其涉及一种标准增益喇叭天线定位装置。
背景技术
为了建立1GHz～18GHz场强标准装置，解决1GHz～18GHz场强探头的校准问题，需要设计一整套喇叭天线，该整套喇叭天线总共包含7种规格。为配合场强探头的校准，需要将上述7种规格的喇叭天线可靠地固定，并且满足校准过程中的各项调整需求。为此，需要设计一款标准增益喇叭天线定位装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对标准增益喇叭天线的固定和位置进行多自由度调整的标准增益喇叭天线定位装置。
为实现上述目的，所述标准增益喇叭天线定位装置，其特点是，所述定位装置包括支撑机构、以及固装在所述支撑机构上且用于沿X轴、Y轴和Z轴方向调整喇叭天线的三轴调整机构。
优选的是，所述支撑机构包括台架和平板，所述台架由方管焊接而成，所述平板固装在台架的上部。
优选的是，在所述台架底部的四脚设置有脚轮和支撑脚杯。
优选的是，所述三轴调整机构包括，
X轴平移机构，所述X轴平移机构包括安装底板、X轴直线导轨、X轴平移板、X轴梯形丝杆和X轴操作手轮；所述安装底板固装在支撑机构上，所述X轴平移板与固装在安装底板上的X轴直线导轨滑动连接；可滚动地设置于安装底板上的X轴梯形丝杆与X轴直线导轨平行设置，该X轴梯形丝杆上套设有与其相啮合的X轴丝杆螺母，所述X轴平移板的底面与所述X轴丝杆螺母固连；所述X轴操作手轮固装在X轴梯形丝杆的端部，转动所述X轴操作手轮，带动X轴梯形丝杆转动，所述X轴丝杆螺母带动X轴平移板沿X轴直线导轨的长度方向进行平移；
Y轴平移机构，所述Y轴平移机构包括Y轴直线导轨、Y轴平移板、Y轴梯形丝杆和Y轴操作手轮；所述Y轴平移板与固装在X轴平移板上的Y轴直线导轨滑动连接；可滚动地设置于Y轴平移板上的Y轴梯形丝杆与Y轴直线导轨平行设置，该Y轴梯形丝杆上套设有与其相啮合的Y轴丝杆螺母，所述Y轴平移板的底面与所述Y轴丝杆螺母固连；所述Y轴操作手轮固装在Y轴梯形丝杆的端部，转动所述Y轴操作手轮，带动Y轴梯形丝杆转动，所述Y轴丝杆螺母带动Y轴平移板沿Y轴直线导轨的长度方向进行平移；以及，
Z轴旋转机构，所述Z轴旋转机构包括Z轴蜗轮蜗杆减速机、Z轴操作手轮、推力球轴承和圆盘转台；所述Z轴蜗轮蜗杆减速机固装于Y轴平移板上，所述Z轴操作手轮与Z轴蜗轮蜗杆减速机的输入轴相连；该Z轴蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过起支撑作用的推力球轴承与所述圆盘转台固连。
优选的是，所述X轴平移机构、Y轴平移机构和Z轴旋转机构分别设置有用于标注X轴平移量的第一长度标尺、用于标注Y轴平移量的第二长度标尺和用于标注Z轴旋转量的第一角度标尺。
优选的是，所述定位装置还包括大天线夹具，所述大天线夹具包括固装在所述圆盘转台上的大天线底座、固装于所述大天线底座上且由钢条构成的悬臂结构、以及吸波材料，固装于所述悬臂结构上的大天线的尾部由构成该悬臂结构的钢条夹紧，所述吸波材料套于大天线的大端面上；并且，构成所述悬臂结构的钢条与大天线底座相互垂直设置。
优选的是，所述定位装置还包括固装在所述圆盘转台上且用于沿喇叭天线的轴线方向调整喇叭天线的轴线旋转机构。
优选的是，所述轴线旋转机构包括轴线旋转法兰、支撑架、轴线蜗轮蜗杆减速机、轴线旋转操作手轮、轴承支座、圆柱球轴承和天线安装法兰；其中，
所述轴线旋转法兰固装于三轴调整机构上，所述轴线蜗轮蜗杆减速机设置在固装于所述轴线旋转法兰上的支撑架上，所述轴线旋转操作手轮与轴线蜗轮蜗杆减速机的输入轴相连，该蜗轮蜗杆减速机的输出轮通过设置于所述轴承支座内的两个圆柱球轴承与所述天线安装法兰固连；并且，
所述轴线旋转机构设置有用于标注喇叭天线沿其轴线旋转的旋转量的第三长度标尺。
优选的是，所述定位装置还包括小天线夹具，所述小天线夹具包括固装在所述天线安装法兰上的小天线安装法兰、固装于所述小天线安装法兰上且由钢条构成的悬臂结构、以及吸波材料，固装于所述悬臂结构上的小天线的尾部由构成该悬臂结构的钢条夹紧，所述吸波材料套于小天线的大端面上；并且，所述小天线安装法兰、悬臂结构和吸波材料位于同一直线上。
优选的是，安装有小天线的定位装置，自小天线的中心轴线到地面的距离为1.6m。
本发明的有益效果在于，所述标准增益喇叭天线定位装置用于标准增益喇叭天线的固定和位置调整，其具有多自由度调整、操作简便、固定可靠的特点，适用于各类型喇叭天线的测试、实验场合。
附图说明
图1示出了本发明所述的标准增益喇叭天线定位装置的立体结构示意图。
图2示出了图1中所示的支撑机构的立体结构示意图。
图3示出了图1中所示的三轴调整机构的立体结构示意图。
图4示出了图3中所示的Z轴旋转机构的圆盘转台的支撑结构的剖面示意图。
图5示出了图1中所示的轴线旋转机构的立体结构示意图。
图6示出了7种喇叭天线中的大天线及其对应的大天线夹具的立体结构示意图。
图7示出了其余6种喇叭天线中的小天线及其相对应的小天线夹具的立体结构示意图，其中，图7a至图7f依次示出了上述6种喇叭天线的小天线及相对应的小天线夹具的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1示出了本发明所述的标准增益喇叭天线定位装置的立体结构示意图，该定位装置分为适用于大天线501的定位装置和适合于小天线603的定位装置。其中，对于最大规格的大天线501，只保留支撑机构100和三轴调整机构300，即适合于大天线501的定位装置包括支撑机构100、以及固装在所述支撑机构100上且用于沿X轴、Y轴和Z轴方向调整喇叭天线的三轴调整机构300，可对大天线501进行X轴方向的平移、Y轴方向的平移和Z轴方向的旋转。适合于小天线603的定位装置除了包括上述支撑机构100和三轴调整机构300外，还包括固装在所述圆盘转台301上且用于沿喇叭天线的轴线方向调整喇叭天线的轴线旋转机构400，可对小天线603进行X轴方向的平移、Y轴方向的平移、Z轴方向的旋转以及沿小天线603的轴线进行旋转。大天线501及小天线603安装后其中心轴线距离地面的距离均优选为1.6m。
具体地，图2示出了图1中所示的支撑机构100的立体结构示意图，如图2所示，所述支撑机构100包括台架102和平板101，所述台架102由方管焊接而成，所述平板101固装在台架102的上部，该台架102具有支撑上部天线和调整机构的刚性，为达到上述1.6m的高度要求，台架102的高度根据整个定位装置完成调整结构设计再最终确定。另外，上述定位装置需要移动位置，为方便搬运，在所述台架102底部的四脚设置有脚轮103；在所述台架102底部的四脚还设置有脚杯104，用于固定位置，并方便台架102调整水平。
图3示出了图1中所示的三轴调整机构300的立体结构示意图，如图3所示，所述三轴调整机构300包括X轴平移机构330、Y轴平移机构331和Z轴旋转机构332。其中：
所述X轴平移机构330包括安装底板305、X轴直线导轨308、X轴平移板304、X轴梯形丝杆307和X轴操作手轮306；所述安装底板305固装在支撑机构100上，所述X轴平移板304与固装在安装底板305上的X轴直线导轨308滑动连接；可滚动地设置于安装底板305上的X轴梯形丝杆307与X轴直线导轨308平行设置，该X轴梯形丝杆307上套设有与其相啮合的X轴丝杆螺母，所述X轴平移板304的底面与所述X轴丝杆螺母固连；所述X轴操作手轮306固装在X轴梯形丝杆307的端部，转动所述X轴操作手轮306，带动X轴梯形丝杆307转动，所述X轴丝杆螺母带动X轴平移板304沿X轴直线导轨308的长度方向进行平移。
所述Y轴平移机构331包括Y轴直线导轨315、Y轴平移板303、Y轴梯形丝杆和Y轴操作手轮310；所述Y轴平移板303与固装在X轴平移板304上的Y轴直线导轨315滑动连接；可滚动地设置于Y轴平移板303上的Y轴梯形丝杆与Y轴直线导轨315平行设置，该Y轴梯形丝杆上套设有与其相啮合的Y轴丝杆螺母，所述Y轴平移板303的底面与所述Y轴丝杆螺母固连；所述Y轴操作手轮310固装在Y轴梯形丝杆的端部，转动所述Y轴操作手轮310，带动Y轴梯形丝杆转动，所述Y轴丝杆螺母带动Y轴平移板303沿Y轴直线导轨315的长度方向进行平移。
所述X轴平移机构330和Y轴平移机构331均采用直线导轨承重，使调整时移动更平稳，同时由于直线导轨摩擦系数小，可以极大减小操作强度。并且，该X轴平移机构330和Y轴平移机构331可实现喇叭天线的X轴、Y双轴平移功能，平移距离为150mm。
如图3和图4所示，所述Z轴旋转机构332包括Z轴蜗轮蜗杆减速机302、Z轴操作手轮311、推力球轴承313和圆盘转台301；所述Z轴蜗轮蜗杆减速机302固装于Y轴平移板303上，所述Z轴操作手轮311与Z轴蜗轮蜗杆减速机302的输入轴相连；该Z轴蜗轮蜗杆减速机的输出轴314通过起支撑作用的推力球轴承313与所述圆盘转台301固连。
所述Z轴旋转机构332采用推力球轴承313承重，并用大减速比的蜗轮蜗杆减速机实现换向，Z轴蜗轮蜗杆减速机的输出轴314直接与圆盘转台301相连，采用推力球轴承313支撑，可以使圆盘转台301承受较大的载荷，同时使Z轴操作手轮311的操作力矩大为减小。所述Z轴旋转机构332可实现喇叭天线绕Z轴旋转，旋转角度为±45°。
上述三轴调整机构300的整体结构支撑面大、重心低、刚性好，能承受较大颠覆力矩。
特别地，为了提高定位的精准度，所述X轴平移机构330、Y轴平移机构331和Z轴旋转机构332分别设置有用于标注X轴平移量的第一长度标尺309、用于标注Y轴平移量的第二长度标尺和用于标注Z轴旋转量的第一角度标尺312。
图5示出了图1中所示的轴线旋转机构400的立体结构示意图，如图5所示，所述轴线旋转机构400包括轴线旋转法兰407、支撑架406、轴线蜗轮蜗杆减速机404、轴线旋转操作手轮403、轴承支座402、圆柱球轴承和天线安装法兰401。其中：所述轴线旋转法兰407固装于三轴调整机构300上，所述轴线蜗轮蜗杆减速机404设置在固装于所述轴线旋转法兰407上的支撑架406上，所述轴线旋转操作手轮403与轴线蜗轮蜗杆减速机404的输入轴相连，该蜗轮蜗杆减速机的输出轮通过设置于所述轴承支座402内的两个圆柱球轴承与所述天线安装法兰401固连。
所述轴线旋转机构400选用大减速比的蜗轮蜗杆减速机进行换向传动，通过轴线旋转操作手轮403即可带动中心轴旋转。中心轴由轴承支座402进行支撑，轴承支座402内设有两个圆柱球轴承，可承受较大负载。中心轴联接一个天线安装法兰401，此天线安装法兰401为小天线603的统一安装接口。所述轴线旋转机构400可实现6种喇叭天线绕自身轴线旋转，旋转角度为360°。
同样，为了提高定位的精准度，所述轴线旋转机构400也设置有用于标注小天线603沿其轴线旋转的旋转量的第三长度标尺405。
大天线501需要直接安装到三轴调整机构300上，图6示出了7种喇叭天线中的大天线501及其对应的大天线501夹具的立体结构示意图，如图6所示，所述大天线501夹具包括固装在所述圆盘转台301上的大天线底座502、固装于所述大天线底座502上且由钢条构成的悬臂结构504、以及吸波材料503，固装于所述悬臂结构504上的大天线501的尾部由构成该悬臂结构504的钢条夹紧，所述吸波材料503套于大天线501的大端面上；并且，构成所述悬臂结构504的钢条与大天线底座502相互垂直设置。所述大天线底座502和采用钢结构的悬臂结构504保证大天线501在安装之后，其大端面位置保持不变；所述吸料材料可挡住大天线501后面的金属零件，以减少使用过程中发射和绕射微波的影响。
图7示出了其余6种喇叭天线中的小天线603及其相对应的小天线603夹具的立体结构示意图，如图7中的六幅结构图所示，所述小天线603夹具包括固装在所述天线安装法兰401上的小天线安装法兰601、固装于所述小天线安装法兰601上且由钢条构成的悬臂结构604、以及吸波材料602，固装于所述悬臂结构604上的小天线603的尾部由构成该悬臂结构604的钢条夹紧，所述吸波材料602套于小天线603的大端面上；并且，所述小天线安装法兰601、悬臂结构604和吸波材料602位于同一直线上。所述小天线安装法兰601和采用钢结构的悬臂结构604，使得小天线法兰601到喇叭天线大端面的距离都相等，从而使小天线603更换后大端面位置保持不变，不需要调整；所述吸波材料602可挡住小天线603后面的金属零件，以减少使用过程中发射和绕射微波的影响。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种标准增益喇叭天线定位装置，所述定位装置包括支撑机构、以及固装在所述支撑机构上且用于沿X轴、Y轴和Z轴方向调整喇叭天线的三轴调整机构；所述支撑机构包括台架和平板，所述台架由方管焊接而成，所述平板固装在台架的上部；在所述台架底部的四脚设置有脚轮和支撑脚杯；
其特征在于：所述三轴调整机构包括，
X轴平移机构，所述X轴平移机构包括安装底板、X轴直线导轨、X轴平移板、X轴梯形丝杆和X轴操作手轮；所述安装底板固装在支撑机构上，所述X轴平移板与固装在安装底板上的X轴直线导轨滑动连接；可滚动地设置于安装底板上的X轴梯形丝杆与X轴直线导轨平行设置，该X轴梯形丝杆上套设有与其相啮合的X轴丝杆螺母，所述X轴平移板的底面与所述X轴丝杆螺母固连；所述X轴操作手轮固装在X轴梯形丝杆的端部，转动所述X轴操作手轮，带动X轴梯形丝杆转动，所述X轴丝杆螺母带动X轴平移板沿X轴直线导轨的长度方向进行平移；
Y轴平移机构，所述Y轴平移机构包括Y轴直线导轨、Y轴平移板、Y轴梯形丝杆和Y轴操作手轮；所述Y轴平移板与固装在X轴平移板上的Y轴直线导轨滑动连接；可滚动地设置于Y轴平移板上的Y轴梯形丝杆与Y轴直线导轨平行设置，该Y轴梯形丝杆上套设有与其相啮合的Y轴丝杆螺母，所述Y轴平移板的底面与所述Y轴丝杆螺母固连；所述Y轴操作手轮固装在Y轴梯形丝杆的端部，转动所述Y轴操作手轮，带动Y轴梯形丝杆转动，所述Y轴丝杆螺母带动Y轴平移板沿Y轴直线导轨的长度方向进行平移；以及，
Z轴旋转机构，所述Z轴旋转机构包括Z轴蜗轮蜗杆减速机、Z轴操作手轮、推力球轴承和圆盘转台；所述Z轴蜗轮蜗杆减速机固装于Y轴平移板上，所述Z轴操作手轮与Z轴蜗轮蜗杆减速机的输入轴相连；该Z轴蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过起支撑作用的推力球轴承与所述圆盘转台固连。
2.根据权利要求1所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：所述X轴平移机构、Y轴平移机构和Z轴旋转机构分别设置有用于标注X轴平移量的第一长度标尺、用于标注Y轴平移量的第二长度标尺和用于标注Z轴旋转量的第一角度标尺。
3.根据权利要求1所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：所述定位装置还包括大天线夹具，所述大天线夹具包括固装在所述圆盘转台上的大天线底座、固装于所述大天线底座上且由钢条构成的悬臂结构、以及吸波材料，固装于所述悬臂结构上的大天线的尾部由构成该悬臂结构的钢条夹紧，所述吸波材料套于大天线的大端面上；并且，构成所述悬臂结构的钢条与大天线底座相互垂直设置。
4.根据权利要求1所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：所述定位装置还包括固装在所述圆盘转台上且用于沿喇叭天线的轴线方向调整喇叭天线的轴线旋转机构。
5.根据权利要求4所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：所述轴线旋转机构包括轴线旋转法兰、支撑架、轴线蜗轮蜗杆减速机、轴线旋转操作手轮、轴承支座、圆柱球轴承和天线安装法兰；其中，
所述轴线旋转法兰固装于三轴调整机构上，所述轴线蜗轮蜗杆减速机设置在固装于所述轴线旋转法兰上的支撑架上，所述轴线旋转操作手轮与轴线蜗轮蜗杆减速机的输入轴相连，该蜗轮蜗杆减速机的输出轮通过设置于所述轴承支座内的两个圆柱球轴承与所述天线安装法兰固连；并且，
所述轴线旋转机构设置有用于标注喇叭天线沿其轴线旋转的旋转量的第三长度标尺。
6.根据权利要求5所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：所述定位装置还包括小天线夹具，所述小天线夹具包括固装在所述天线安装法兰上的小天线安装法兰、固装于所述小天线安装法兰上且由钢条构成的悬臂结构、以及吸波材料，固装于所述悬臂结构上的小天线的尾部由构成该悬臂结构的钢条夹紧，所述吸波材料套于小天线的大端面上；并且，所述小天线安装法兰、悬臂结构和吸波材料位于同一直线上。
7.根据权利要求6所述的标准增益喇叭天线定位装置，其特征在于：安装有小天线的定位装置，自小天线的中心轴线到地面的距离为1.6m。
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