CN105140648B - 一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法，通过设置双轴转台、天线支架、定向天线及红外激光瞄准部件；能够采用红外激光瞄准部件作为天线瞄准的参考。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置的标校方法，能够实现定向微波天线指向角标定装置的精确校准。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置具有结构简单、成本低，并且外场操作简单、指向精度高的优点，同时能够有效地弥补现有技术中对准装置的短板。

Description

一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法

技术领域

本发明涉及天线装配领域，具体涉及一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法。

背景技术

窄波束微波定向天线具有主波束内增益高的优点，但是使用中一旦发生指向偏离，很容易导致信号中断。

目前常见的对准方法有：在接收端通过频谱分析仪等仪表作为信号强弱的参考，同时调整发射端的天线指向，直到接收端信号强度最大为止。这种方法一方面需要复杂的仪表设备，不便于外场作业，另一方面，在距离较远的情况下，受制于天线安装装置调整的精度，很难实现准确的标定。

另一种方式是为天线安装伺服对准装置。这种方式的自动化程度高，瞄准精度也很好，但是单套伺服设备的成本通常在50万人民币以上，远远超出了天线的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法，通过设置双轴转台、天线支架、定向天线及红外激光瞄准部件；能够采用红外激光瞄准部件作为天线瞄准的参考。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置的标校方法，能够实现定向微波天线指向角标定装置的精确校准。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置具有结构简单、成本低，并且外场操作简单、指向精度高的优点，同时能够有效地弥补现有技术中对准装置的短板。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种定向微波天线指向角标定装置，其特点是，该标定装置包含：

双轴转台；

天线支架，设置在所述双轴转台上端；

定向天线，所述定向天线的一端设置在所述天线支架内；

红外激光瞄准部件，设置在所述天线支架顶部。

优选地，所述天线支架呈L形；所述天线支架的侧壁顶部设有凸起的卡槽，该天线支架侧壁上设有天线安装孔；

所述红外激光瞄准部件通过所述卡槽固定于该天线支架顶部；

所述定向天线的一端通过所述天线安装孔固定于该天线支架侧壁上。

优选地，所述双轴转台包含：

底盘；

水平转动轴，设置在所述底盘上；

转接件，设置在所述水平转动轴上；

俯仰转动轴，设置在所述转接件顶部；

转台，设置在所述俯仰转动轴上；所述天线支架的底部设置所述转台顶部上。

一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法，其特点是，该标校方法包含：

S1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置除去双轴转台后固定于程控转台上，将定向天线与外部信号源连接；

S2，在微波暗室内，远离所述程控转台5米以外的位置设置一个靶标，在该靶标上设置一个接收天线，所述接收天线与外部频谱分析仪连接；

S3，为所述外部信号源、所述外部频谱分析仪供电，并将所述外部信号源、所述外部频谱分析仪供电的频率均设定为所述定向天线的工作中心频率；

S4，调整所述程控转台，观察所述外部频谱分析仪输出的测量功率，并记录输出功率最大时，所述程控转台的转动角度；多次执行本步骤S4后，调节红外激光瞄准部件的光轴调节器，使得所述调节红外激光瞄准部件的光点准确地落在目标位置，锁定该红外激光瞄准部件的光轴调节器。

优选地，所述步骤S2包含：

S2.1，在所述靶标上设置的所述接收天线与所述定向天线处于相同高度；

S2.2，所述靶标在所述接收天线的上方设有靶点，所述靶点与所述接收天线之间的距离和所述定向天线与所述红外激光瞄准部件之间的距离相等。

优选地，所述步骤S4包含：

S4.1，调整所述程控转台，在水平方向左右摆动设置在该程控转台上的所述定向微波天线指向角标定装置，控制该程控转台的转速小于0.2°/S；

S4.2，观察所述外部频谱分析仪输出的测量功率，并记录输出功率最大时，所述程控转台的转动角度；

S4.3，重复执行所述步骤S4.1-S4.2三次后，将所述程控转台转动至三次转动角度的中间位置处，调节所述红外激光瞄准部件的光轴调节器，使得该红外激光瞄准部件发出的光点落在所述靶标的靶点上；

S4.4，锁定该红外激光瞄准部件的光轴调节器，完成标校过程，结束。

一种定向微波天线指向角标定装置的使用方法，其特点是，该使用方法包含：

A1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置固定于外部使用平台上，在远离所述定向微波天线指向角标定装置处设定与该定向微波天线指向角标定装置的定向天线同等高度的接收天线；

A2，在所述接收天线前方竖立具有高反光率的白板；

当所述接收天线与所述定向天线之间的距离小于所述定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件的作用距离时，跳转至步骤A3；

当所述接收天线与所述定向天线之间的距离超过所述定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件的作用距离时，跳转至步骤A4；

A3，在所述接收天线正前方竖立具有高反光率的白板，调节所述定向微波天线指向角标定装置的双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述接收天线正前方的白板上，结束；

A4，计算所述定向天线与所述接收天线之间的指向角度，在电波传输路径中途，设置白板，调节所述双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在白板上。

优选地，所述步骤A2中：

在所述白板上标出靶区，该白板用于显示所述红外激光瞄准部件发射的光点，以便对所述定向微波天线指向角标定装置进行调整。

优选地，所述步骤A3包含：

将所述白板放置于所述接收天线正前方，使该白板的平面垂直于电波传播方向，并使得白板上的靶心位置处于所述接收天线与所述定向天线的连线上；

调节所述定向微波天线指向角标定装置的双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述白板上的靶区内。

优选地，所述步骤A4包含：

A4.1，计算所述定向天线与所述接收天线的三维地理位置，从而计算出二者之间的指向角度；

A4.2，在所述定向天线至所述红外激光瞄准部件的作用距离处设置所述白板，调节所述双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述白板上的靶区内。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明公开的一种定向微波天线指向角标定装置、标校方法及使用方法，通过设置双轴转台、天线支架、定向天线及红外激光瞄准部件；能够采用红外激光瞄准部件作为天线瞄准的参考。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置的标校方法，在距离较远的情况下，能够实现天线安装装置调整的精度，能够实现定向微波天线指向角标定装置的精确校准。本发明提供的定向微波天线指向角标定装置具有结构简单、成本低，并且外场操作简单、指向精度高的优点，同时能够有效地弥补现有技术中对准装置的短板。

附图说明

图1为本发明一种定向微波天线指向角标定装置的整体结构示意图。

图2为本发明一种定向微波天线指向角标定装置的天线支架结构示意图。

图3为本发明一种定向微波天线指向角标定装置的双轴转台结构示意图。

图4为本发明一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法的整体流程图。

图5为本发明一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法的实施例示意图之一。

图6为本发明一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法的实施例示意图之二。

图7为本发明一种定向微波天线指向角标定装置的使用方法的整体流程图。

图8为本发明一种定向微波天线指向角标定装置的使用方法的实施例示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种定向微波天线指向角标定装置，该标定装置包含：双轴转台1、天线支架2、定向天线3及红外激光瞄准部件4。其中，天线支架2设置在双轴转台1上端；定向天线3的一端设置在天线支架2内；红外激光瞄准部件4设置在天线支架2顶部。

本实施例中的定向天线3采用带整流罩的喇叭形窄波束天线，本发明不限于定向天线3的形式。

本发明中，红外激光瞄准部件4用于提供平行于定向天线3主轴的光轴。红外激光瞄准部件4选用枪械红外瞄准器，能够提供水平和俯仰两个方向的光轴角度调整及锁定功能。本实施例中，定向天线3与红外激光瞄准部件4之间距离为H。

本实施例中，定向天线3选用Ku波段窄波束天线，该天线的辐射角为10°；红外激光瞄准部件4选用XG-803型枪械红外瞄准器。

如图2所示，天线支架2呈L形；天线支架2的侧壁顶部设有凸起的卡槽21，该天线支架2侧壁上设有天线安装孔22。

本发明中，天线支架2为定向天线3提供安装在双轴转台1的转接面。

如图1所示，本实施例中，定向天线3通过法兰盘与天线支架2的天线安装孔22固定连接。

如图1、图2所示，红外激光瞄准部件4通过卡槽21固定于该天线支架2顶部。定向天线3的一端通过天线安装孔22固定于该天线支架2侧壁上。

如图3所示，双轴转台1包含：底盘11、水平转动轴12、转接件13、俯仰转动轴14及转台15。

其中，水平转动轴12设置在底盘11上；转接件13设置在水平转动轴12上；俯仰转动轴14设置在转接件13顶部；转台15设置在俯仰转动轴14上；天线支架2的底部设置转台顶部上。

本发明中，双轴转台1具有锁紧功能，通过转动水平转动轴12、俯仰转动轴14，能够为天线支架2提供水平和俯仰方向的角度调整。双轴转台1设计的目的是对标校好的定向天线3、天线支架2及红外激光瞄准部件4在使用过程中提供水平和俯仰指向的调整手段。

如图4-图6所示，一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法，该标校方法包含：

S1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置除去双轴转台1后固定于程控转台200上，将定向天线3与外部信号源300连接。

本发明中，定向天线3与外部信号源300之间采用射频线缆相连接。程控转台200的水平和俯仰控制精度要求优于0.1°。

S2，在微波暗室内，远离程控转台200的5米以外的位置设置一个靶标600，在该靶标600上设置一个接收天线400，接收天线400与外部频谱分析仪500连接。该步骤S2包含：

S2.1，在靶标600上设置的接收天线400与定向天线3处于相同高度。

如图5所示，定向天线3距离地面高度为H2，接收天线400距离地面高度为H1，其中H1=H2。

S2.2，靶标600在接收天线400的上方设有靶点，靶点与接收天线400之间的距离和定向天线3与红外激光瞄准部件4之间的距离相等。

如图6所示，靶点与接收天线400之间的距离为H，与定向天线3与红外激光瞄准部件4之间的距离H大小相等。

本发明中，接收天线400与外部频谱分析仪500之间采用射频线缆连接。

S3，为外部信号源300、外部频谱分析仪500供电，并将外部信号源300、外部频谱分析仪500供电的频率均设定为定向天线3的工作中心频率。

S4，调整程控转台200，观察外部频谱分析仪500输出的测量功率，并记录输出功率最大时，程控转台200的转动角度；多次执行本步骤S4后，调节红外激光瞄准部件4的光轴调节器，使得调节红外激光瞄准部件4的光点准确地落在目标位置，锁定该红外激光瞄准部件4的光轴调节器。该步骤S4包含：

S4.1，调整程控转台200，在水平方向左右摆动设置在该程控转台200上的定向微波天线指向角标定装置，控制该程控转台200的转速小于0.2°/S。

本发明中，控制程控转台200的转速小于0.2°/S，是为了确保外部频谱分析仪500的刷新速度能够与程控转台200的转速相匹配。

S4.2，观察外部频谱分析仪500输出的测量功率，并记录输出功率最大时，程控转台200的转动角度。

S4.3，重复执行步骤S4.1-S4.2三次后，将程控转台200转动至三次转动角度的中间位置处，调节红外激光瞄准部件4的光轴调节器，使得该红外激光瞄准部件4发出的光点落在靶标600的靶点上。

S4.4，锁定该红外激光瞄准部件4的光轴调节器，完成标校过程，结束。

如图7-图8所示，一种定向微波天线指向角标定装置的使用方法，该使用方法包含：

A1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置固定于外部使用平台上，在远离定向微波天线指向角标定装置处设定与该定向微波天线指向角标定装置的定向天线3同等高度的接收天线400。

A2，在接收天线400前方竖立具有高反光率的白板。

其中，在白板上标出靶区，该白板用于显示红外激光瞄准部件4发射的光点，以便对定向微波天线指向角标定装置进行调整。

本实施例中，白板具有高反光率，尺寸为1m×1m，在白板上标出一个直径40cm的圆形靶区。该白板不安装接收天线，只是用于以较高的对比度显示红外激光瞄准部件4发射的光点，以便对定向微波天线指向角标定装装置的调整做出调整。

当接收天线400与定向天线3之间的距离小于定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件4的作用距离时，跳转至步骤A3。

本实施例中，定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件4的作用距离为100m。因此，当接收天线400与定向天线3之间的距离小于100m时，跳转至步骤A3；当接收天线400与定向天线3之间的距离大于100m时，跳转至步骤A4。

当接收天线400与定向天线3之间的距离超过定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件4的作用距离时，跳转至步骤A4。

A3，在接收天线400正前方竖立具有高反光率的白板，调节定向微波天线指向角标定装置的双轴转台1，直至红外激光瞄准部件4的光点落在接收天线400正前方的白板上，结束。步骤A3包含：

将白板放置于接收天线400正前方，使该白板的平面垂直于电波传播方向，并使得白板上的靶心位置处于接收天线400与定向天线3的连线上。

调节定向微波天线指向角标定装置的双轴转台1，直至红外激光瞄准部件4的光点落在白板上的靶区内。

经过上述步骤，能够保证红外激光瞄准部件4的瞄准精度优于1°。

A4，计算定向天线3与接收天线400之间的指向角度，在电波传输路径中途，设置白板，调节双轴转台1，直至红外激光瞄准部件4的光点落在白板上。步骤A4包含：

A4.1，计算定向天线3与接收天线400的三维地理位置，从而计算出二者之间的指向角度。

A4.2，在定向天线3至红外激光瞄准部件4的作用距离处设置白板，调节双轴转台1，直至红外激光瞄准部件4的光点落在白板上的靶区内。

本实施例中，在定向天线3至红外激光瞄准部件4的距离为100m处设置白板。调节双轴转台1，直至红外激光瞄准部件4的光点落在白板上的靶区内。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法，所述的定向微波天线指向角标定装置包含：双轴转台；

天线支架，设置在所述双轴转台上端；

定向天线，所述定向天线的一端设置在所述天线支架内；

红外激光瞄准部件，设置在所述天线支架顶部；

所述天线支架呈L形；所述天线支架的侧壁顶部设有凸起的卡槽，该天线支架侧壁上设有天线安装孔；

所述红外激光瞄准部件通过所述卡槽固定于该天线支架顶部；

所述定向天线的一端通过所述天线安装孔固定于该天线支架侧壁上；

所述双轴转台包含：

底盘；

水平转动轴，设置在所述底盘上；

转接件，设置在所述水平转动轴上；

俯仰转动轴，设置在所述转接件顶部；

转台，设置在所述俯仰转动轴上；所述天线支架的底部设置所述转台顶部上，其特征在于，该标校方法包含：

S1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置除去双轴转台后固定于程控转台上，将定向天线与外部信号源连接；

S2，在微波暗室内，远离所述程控转台5米以外的位置设置一个靶标，在该靶标上设置一个接收天线，所述接收天线与外部频谱分析仪连接；

S3，为所述外部信号源、所述外部频谱分析仪供电，并将所述外部信号源、所述外部频谱分析仪供电的频率均设定为所述定向天线的工作中心频率；

S4，调整所述程控转台，观察所述外部频谱分析仪输出的测量功率，并记录输出功率最大时，所述程控转台的转动角度；多次执行本步骤S4后，调节红外激光瞄准部件的光轴调节器，使得所述调节红外激光瞄准部件的光点准确地落在目标位置，锁定该红外激光瞄准部件的光轴调节器；

所述步骤S2包含：

S2.1，在所述靶标上设置的所述接收天线与所述定向天线处于相同高度；

S2.2，所述靶标在所述接收天线的上方设有靶点，所述靶点与所述接收天线之间的距离和所述定向天线与所述红外激光瞄准部件之间的距离相等；

所述步骤S4包含：

S4.1，调整所述程控转台，在水平方向左右摆动设置在该程控转台上的所述定向微波天线指向角标定装置，控制该程控转台的转速小于0.2°/S；

S4.2，观察所述外部频谱分析仪输出的测量功率，并记录输出功率最大时，所述程控转台的转动角度；

S4.3，重复执行所述步骤S4.1-S4.2三次后，将所述程控转台转动至三次转动角度的中间位置处，调节所述红外激光瞄准部件的光轴调节器，使得该红外激光瞄准部件发出的光点落在所述靶标的靶点上；

S4.4，锁定该红外激光瞄准部件的光轴调节器，完成标校过程，结束。

2.一种定向微波天线指向角标定装置的使用方法，其在执行完如权利要求1所述的用于定向微波天线指向角标定装置的标校方法之后，其特征在于，该使用方法包含：

A1，在微波暗室内，将定向微波天线指向角标定装置固定于外部使用平台上，在远离所述定向微波天线指向角标定装置处设定与该定向微波天线指向角标定装置的定向天线同等高度的接收天线；

A2，在所述接收天线前方竖立具有高反光率的白板；

当所述接收天线与所述定向天线之间的距离小于所述定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件的作用距离时，跳转至步骤A3；

当所述接收天线与所述定向天线之间的距离超过所述定向微波天线指向角标定装置的红外激光瞄准部件的作用距离时，跳转至步骤A4；

A3，在所述接收天线正前方竖立具有高反光率的白板，调节所述定向微波天线指向角标定装置的双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述接收天线正前方的白板上，结束；

A4，计算所述定向天线与所述接收天线之间的指向角度，在电波传输路径中途，设置白板，调节所述双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在白板上。

3.如权利要求2所述的定向微波天线指向角标定装置的使用方法，其特征在于，所述步骤A2中：

在所述白板上标出靶区，该白板用于显示所述红外激光瞄准部件发射的光点，以便对所述定向微波天线指向角标定装置进行调整。

4.如权利要求3所述的定向微波天线指向角标定装置的使用方法，其特征在于，所述步骤A3包含：

将所述白板放置于所述接收天线正前方，使该白板的平面垂直于电波传播方向，并使得白板上的靶心位置处于所述接收天线与所述定向天线的连线上；

调节所述定向微波天线指向角标定装置的双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述白板上的靶区内，结束。

5.如权利要求3所述的定向微波天线指向角标定装置的使用方法，其特征在于，所述步骤A4包含：

A4.1，计算所述定向天线与所述接收天线的三维地理位置，从而计算出二者之间的指向角度；

A4.2，在所述定向天线至所述红外激光瞄准部件的作用距离处设置所述白板，调节所述双轴转台，直至所述红外激光瞄准部件的光点落在所述白板上的靶区内。