CN103344846B - 用于天线近场测试的扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微波测试技术领域，特别涉及一种用于天线近场测试的扫描装置。用于天线近场测试的扫描装置，包括壁面上设置有吸波材料的微波屏蔽暗室，还包括计算机、矢量网络分析仪、三维移动系统、近场测试探头，所述计算机与矢量网络分析仪相连，矢量网络分析仪的输入端连接到近场测试探头，所述近场测试探头固定在三维移动系统的多关节机械臂前端。本发明中的三维移动系统包括PLC控制器、伺服驱动器、多关节机械臂及伺服电机，使探头重复定位精度可达到±0.01mm，定位平面度可达±0.03mm。PLC控制器与计算机通过太网通讯网络实现连接通讯，三维移动系统通过计算机进行实时精确控制，自动化程度高、精度高。各部件整合在一起，集成度高，使用维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及微波测试技术领域，特别涉及一种用于天线近场测试的扫描装置。
背景技术
天线近场测试在微波暗室中进行，其精度高、效率高、成本低，在天线测试中的应用越来越广泛。天线用于近场测试的扫描装置主要包括待测天线与探头系统、待测天线与探头定位系统、测试数据采集与处理系统。其中，待测天线与探头定位系统作为天线近场测试的关键平台，它的定位方式及精度决定着天线测试结果的精度。待测天线与探头定位系统的主要技术指标就是其定位精度:探头的定位平面度、重复定位精度以及天线与探头之间相对位置精度。目前，国内研究天线近场测试平台的单位主要是一些高校和研究所，如西安电子科技大学、北京航空航天大学及中电14所，他们的产品定位平面度可达0.08mm左右，通过激光跟踪仪辅助和控制系统的优化最高可以达到0.04mm。但大多采用塔基式结构，体积庞大、集成化程度不高、结构复杂、不便于贴附吸波材料以降低测试平台散射对测试结果的影响，一般只适用于大型雷达天线的测试。而且没有将测试系统和探头定位系统集成到一个平台上，使用局限性较大，使用不太方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高精度、全自动的用于天线近场测试的扫描装置。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
用于天线近场测试的扫描装置，包括壁面上设置有吸波材料的微波屏蔽暗室，还包括计算机、矢量网络分析仪、三维移动系统、近场测试探头，所述计算机与矢量网络分析仪相连，矢量网络分析仪的输入端连接到近场测试探头，所述近场测试探头固定在三维移动系统的多关节机械臂前端，所述三维移动系统还包括PLC控制器，多个伺服驱动器，安装在多关节机械臂上的两个关节伺服电机、一个探头升降伺服电机及一个探头旋转伺服电机，计算机通过通信网络连接到PLC控制器，PLC控制器的输出与多个伺服驱动器分别相连，伺服驱动器再与各个伺服电机相连。
上述用于天线近场测试的扫描装置中，所述三维移动系统包括四个伺服驱动器，分别对应三维移动系统中的四个伺服电机。
上述用于天线近场测试的扫描装置中，所述近场测试探头为圆极化探头。
上述用于天线近场测试的扫描装置中，所述吸波材料为聚氨酯泡沫或无纺布制成的劈尖形吸收体。
上述用于天线近场测试的扫描装置中，所述通信网络包括以太网通讯网络。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明中的三维移动系统包括PLC控制器、伺服驱动器、多关节机械臂及伺服电机，使探头重复定位精度可达到±0.01mm，定位平面度可达±0.03mm。PLC控制器与计算机通过以太网通讯网络实现连接通讯，三维移动系统通过计算机进行实时精确控制，自动化程度高、精度高。各部件整合在一起，集成度高，使用维护方便。
附图说明
图1为本发明的电路连接框图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为图2中多关节机械臂的结构示意图。
图中标记：1-计算机，2-矢量网络分析仪，3-三维移动系统，4-近场测试探头，5-PLC控制器，6-通信网络，7-多关节机械臂，8-检测平台，X-第一关节伺服电机，Y-第二关节伺服电机，Z-升降伺服电机，R-旋转伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如附图1、附图2、附图3所示，本实施例的用于天线近场测试的扫描装置，包括壁面上设置有吸波材料的微波屏蔽暗室，还包括计算机1、矢量网络分析仪2、三维移动系统3、近场测试探头4，所述计算机1与矢量网络分析仪2相连，矢量网络分析仪2的输入端连接到近场测试探头4，所述近场测试探头4固定在三维移动系统3的多关节机械臂7前端，所述三维移动系统3除多关节机械臂7外，还包括PLC控制器5，四个伺服驱动器（伺服驱动器A1、伺服驱动器A2、伺服驱动器B1、伺服驱动器C1），安装在多关节机械臂7上的第一关节伺服电机（X）、第二关节伺服电机（Y），一个探头升降伺服电机（Z）及一个探头旋转伺服电机（R），计算机1通过通信网络6连接到PLC控制器5，PLC控制器5的输出与四个伺服驱动器(A1、A2、B1、C1)分别相连，伺服驱动器再与各个伺服电机相连。本实施例将以往分散设置的计算机1、矢量网络分析仪2、三维移动系统3、近场测试探头4集合在一起，集成度高，使用维护方便。
如附图2、附图3所示，本实施例用于天线近场测试的扫描装置工作时，将待测天线置于可上下升降的检测平台8上，三维移动系统3开始工作，通过多关节机械臂7的空间移动使近场测试探头4对待测天线进行全方位的扫描检测，多关节机械臂7的第一关节伺服电机（X）和第二关节伺服电机（Y）带动机械臂以实现近场测试探头4的前后、左右（X、Y方向）移动，探头升降伺服电机（Z）实现近场测试探头4的上下（Z方向）移动，探头旋转伺服电机（R）可使近场测试探头4实现全方位旋转，整套三维移动系统中PLC控制器、伺服驱动器、多关节机械臂及伺服电机相互配合，可使测试探头达到±0.01mm的重复定位精度，定位平面度可达±0.03mm。PLC控制器与计算机通过以太网通讯网络实现连接通讯，三维移动系统通过计算机进行实时精确控制，能实现对待测天线的全方位、多角度扫描，自动化程度高、精确度高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.用于天线近场测试的扫描装置，包括壁面上设置有吸波材料的微波屏蔽暗室，其特征在于：还包括计算机（1）、矢量网络分析仪（2）、三维移动系统（3）、近场测试探头（4），所述计算机（1）与矢量网络分析仪（2）相连，矢量网络分析仪（2）的输入端连接到近场测试探头（4），所述近场测试探头（4）固定在三维移动系统（3）的多关节机械臂（7）前端，所述三维移动系统（3）还包括PLC控制器（5），多个伺服驱动器，安装在多关节机械臂上的两个关节伺服电机、一个探头升降伺服电机及一个探头旋转伺服电机，计算机（1）通过通信网络（6）连接到PLC控制器（5），PLC控制器（5）的输出与多个伺服驱动器分别相连，伺服驱动器再与各个伺服电机相连。
2.根据权利要求1所述的用于天线近场测试的扫描装置，其特征在于：所述三维移动系统（3）包括四个伺服驱动器，分别对应三维移动系统中的四个伺服电机。
3.根据权利要求1所述的用于天线近场测试的扫描装置，其特征在于：所述近场测试探头（4）为圆极化探头。
4.根据权利要求1所述的用于天线近场测试的扫描装置，其特征在于：所述吸波材料为聚氨酯泡沫或无纺布制成的劈尖形吸收体。
5.根据权利要求1所述的用于天线近场测试的扫描装置，其特征在于：所述通信网络（6）包括以太网通讯网络。
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