CN103345262B - 一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置 - Google Patents

Abstract

一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，转台由同轴心布置的大转台和小转台组成，小转台嵌套在大转台的台面上，该随动跟踪对准装置包括一个激光发射器、多个激光接收器、多通道信号调理采集器和计算机，激光发射器安装在小转台的边沿；多个激光接收器相对小转台中心的距离均为r，且各个激光接收器高度一致，相邻两个激光接收器的间距为d，r、d之间关系满足r>>d；多通道信号调理采集器一端与激光接收器的输出端连接，另一端与计算机相连，计算机通过转台控制器对大小转台进行控制对准。本发明的有益效果：保证小转台转过角度与大转台转过角度完全相同，实现大小转台同轴嵌套时小转台上的发射天线与转台外的接收天线主波束正对。

Description

一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置

技术领域

本发明属于电磁测试控制技术领域，具体涉及一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，针对嵌套在大尺寸转台上的小尺寸转台进行随动跟踪控制。

背景技术

在立体天线罩的电性能测试中，将天线罩放置在转台上与转台同轴心，在转台中心布置一个发射天线用于发射，在转台外布置一个接收天线用于接收。在转台转动到每一个角度上，都要保证发射天线和接收天线的天线主波束正对。

现有的转台系统多采用轴心驱动方式，在转台台面上布置的天线将随着转台的转动而改变主波束正对方向。可在大转台的台面嵌套一个小转台，二者同轴心，发射天线布置在小转台上。当大转台转过一个角度时，小转台反方向转过相同角度，即可保证小转台上面的发射天线始终与接收天线主波束正对。由于转台机械结构的齿轮间隙和控制系统控制精度等因素影响，难以确保小转台转过角度与大转台转过角度完全相同。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有发射天线与接收天线存在上述主波束难以正对的不足，提供一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，该对准装置可用于大小两个转台同轴嵌套时控制小转台上发射天线与转台外接收天线的主波束正对。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，转台由同轴心布置的大转台和小转台组成，小转台嵌套在大转台的台面上，该随动跟踪对准装置包括一个激光发射器、多个激光接收器、多通道信号调理采集器和计算机，所述激光发射器安装在小转台的边沿；所述多个激光接收器相对小转台中心的距离均为r，且各个激光接收器高度一致，相邻两个激光接收器的间距为d，r、d之间关系满足r>>d，激光发射器发射的激光束朝向各个激光接收器；所述多通道信号调理采集器一端与激光接收器的输出端连接，另一端与计算机相连，多通道信号调理采集器用于采集激光接收器输出端的信号并送入计算机；计算机通过IEEE-488总线与转台控制器连接，转台控制器通过电缆与大转台和小转台连接，用于对大转台和小转台的动作进行控制对准。

按上述方案，所述多个激光接收器的安装高度与激光发射器相同，当小转台转动时，激光发射器发射的激光束朝向各个激光接收器水平发射。

按上述方案，所述激光发射器由激光二极管和光电二极管组成，激光二极管的一端连接有光学透镜，激光二极管激励的光束经光学透镜，使得激光发射器在8m范围内的光束宽度小于3mm。

按上述方案，所述激光接收器由光电二极管和偏置电路组成。

按上述方案，所述激光接收器的个数为5～25个。

按上述方案，所述多个激光接收器相对小转台中心的距离r范围在6～8m。

按上述方案，所述两两激光接收器之间的间距d范围在5～10mm。

本发明的工作原理：

激光接收器的布置与小转台相对转台中心转动的角度的分辨率相关，由于r>>d，则两两激光接收器之间相对转台中心的角度间隔Δφ为：

$\mathrm{\Δ\φ}=\arctan \frac{d}{r}$

转台控制器通过电缆控制大转台和小转台的转动，当转台控制器控制大转台转过一定角度后停止，小转台反方向转动，激光发射器连续发射水平方向的点状激光束，第一个激光接收器接收到小转台上的激光发射器发出的激光束时，多通道信号调理采集器将采集的信号发送给计算机，计算机上的控制软件控制小转台停止转动，由于转动惯性作用，小转台将继续旋转一小角度，这个小角度可通过检查所有接收到激光束的激光接收器的个数来计算，如共有4个激光接收器接收到激光束，4个激光接收器一共间距3d，则它们相对转台中心总的角度间隔为3Δφ，即小转台在停止转动后相对转台中心转过的角度为3Δφ，角度分辨率精度为Δφ，由于每次小转台转动时速度相同，则转动惯性基本相同，可确保每次小转台均可转动到同一角度，且具有相同的角度分辨率精度；激光接收器输出经多通道信号调理采集器进行数据采集，并送入计算机进行控制；最后通过计算机对大转台和小转台的动作进行控制对准，确保小转台上的发射天线与转台外的接收天线的主波束正对。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：通过本发明随动跟踪对准装置，解决小转台转过角度与大转台转过角度难以对正的问题，保证大小转台转过角度完全相同，实现大小转台同轴嵌套时小转台上的发射天线与转台外的接收天线主波束正对。

附图说明

图1是本发明转台与随动跟踪对准装置布置示意图；

图2是本发明随动跟踪对准装置的工作原理示意图；

图3是本发明激光发射器的电路原理图；

图4是本发明激光接收器的电路原理图；

图中，1-激光发射器，101-激光二极管，102-光电二极管，2-激光接收器，201-激光二极管，202-偏置电路，3-多通道信号调理采集器，4-计算机，5-大转台，6-小转台，7-转台控制器，8-电缆，9-信号源，10-功率放大器，11-天线罩，12-频谱分析仪，13-衰减器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明。

参照图1～图4所示，本发明所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，转台由同轴心布置的大转台5和小转台6组成，小转台6嵌套在大转台5的台面上，该随动跟踪对准装置包括一个激光发射器1、多个激光接收器2、多通道信号调理采集器3和计算机4，所述激光发射器1安装在小转台6的边沿；所述多个激光接收器2相对小转台8中心的距离均为r，且各个激光接收器2高度一致，相邻两个激光接收器2的间距为d，r、d之间关系满足r>>d，激光发射器1发射的激光束朝向各个激光接收器2；所述多通道信号调理采集器3一端与激光接收器2的输出端连接，另一端与计算机4相连，多通道信号调理采集器3用于采集激光接收器2输出端的信号并送入计算机4；计算机4通过IEEE-488总线与转台控制器7连接，转台控制器7通过电缆8与大转台5和小转台6连接，用于对大转台5和小转台6的动作进行控制对准。

所述多个激光接收器2的安装高度与激光发射器1相同（从而使得激光发射器1发射的激光束可进入激光接收器2中），当小转台6转动时，激光发射器1发射的激光束朝向各个激光接收器2水平发射。

所述激光发射器1采用图3所示的电路原理图，由激光二极管101和光电二极管102组成，激光二极管101的一端连接有光学透镜，激光二极管101激励的光束经光学透镜，使得激光发射器1在8m范围内的光束宽度小于3mm。

所述激光接收器2采用图4所示的电路原理图，由光电二极管201和偏置电路202组成。

实施例中，大转台5直径12m，其上放置一个直径1.2m的小转台6，将二者同轴心布置，大小转台5、6和本发明随动跟踪对准装置的布置示意图如图1所示。

在距小转台6中心的距离r=7m远处的接收天线基座上安装7个激光接收器2，两两激光接收器2之间的间距d=6mm。

激光接收器2的布置与小转台6相对转台中心转动的角度的分辨率相关，由于r>>d，则两两激光接收器2之间相对转台中心的角度间隔Δφ（即小转台6转动的角度分辨率精度）为：

本发明装置工作过程参照图2所示，转台控制器7通过电缆8控制大转台5和小转台6的转动，小转台6上的信号源9输出射频连续波信号，经功率放大器10放大后，馈入发射天线转换为电磁波对外发射，发射天线的外侧设有天线罩11；转台外的接收天线接收电磁波转换为电压信号，经衰减器13后送入频谱分析仪12，由频谱分析仪12对电压信号进行测量，计算机4通过局域网与频谱分析仪12连接，同时计算机4通过IEEE-488总线与转台控制器7连接。

当转台控制器7控制大转台5转过一定角度后停止，小转台6反方向转动，激光发射器1连续发射水平方向的点状激光束，第一个激光接收器2接收到小转台6上的激光发射器1发出的激光束时，多通道信号调理采集器3将采集的信号发送给计算机4，计算机4控制小转台6停止转动，由于转动惯性作用，小转台6将继续旋转一小角度，这个小角度可通过检查所有接收到激光束的激光接收器2的个数来计算，如共有4个激光接收器2接收到激光束，4个激光接收器2一共间距3d，则它们相对转台中心总的角度间隔为3Δφ，即小转台6在停止转动后相对转台中心转过的角度为3Δφ，角度分辨率精度为Δφ，由于每次小转台6转动时速度相同，则转动惯性基本相同，可确保每次小转台6均可转动到同一角度，且具有相同的角度分辨率精度，实施例的优选方案中激光接收器2设有21个，可确保小转台6转动角度20Δφ=1度范围内的对准；激光接收器2输出经多通道信号调理采集器3进行数据采集，并送入计算机4进行控制；最后通过计算机4上的控制软件对大转台5和小转台6的动作进行控制对准，确保小转台6上的发射天线与转台外的接收天线的主波束正对。

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 (6)

1.一种用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，转台由同轴心布置的大转台和小转台组成，小转台嵌套在大转台的台面上，其特征在于：该随动跟踪对准装置包括一个激光发射器、多个激光接收器、多通道信号调理采集器和计算机，所述激光发射器安装在小转台的边沿；所述多个激光接收器相对小转台中心的距离均为r，且各个激光接收器高度一致，相邻两个激光接收器的间距为d，r、d之间关系满足r>>d，两两激光接收器之间相对转台中心的角度间隔Δφ为：激光发射器发射的激光束朝向各个激光接收器；所述多通道信号调理采集器一端与激光接收器的输出端连接，另一端与计算机相连，多通道信号调理采集器用于采集激光接收器输出端的信号并送入计算机；计算机通过IEEE-488总线与转台控制器连接，转台控制器通过电缆与大转台和小转台连接，用于对大转台和小转台的动作进行控制对准；所述多个激光接收器的安装高度与激光发射器相同，当小转台转动时，激光发射器发射的激光束朝向各个激光接收器水平发射。

2.如权利要求1所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，其特征在于：所述激光发射器由激光二极管和光电二极管组成，激光二极管的一端连接有光学透镜。

3.如权利要求1所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，其特征在于：所述激光接收器由光电二极管和偏置电路组成。

4.如权利要求1所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，其特征在于：所述激光接收器的个数为5～25个。

5.如权利要求1所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，其特征在于：所述多个激光接收器相对小转台中心的距离r范围在6～8m。

6.如权利要求1所述的用于立体天线罩性能测试的转台随动跟踪对准装置，其特征在于：所述两两激光接收器之间的间距d范围在5～10mm。