CN106291134A - 基于机器人的天线智能测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器人的天线智能测试系统,包括数据处理互交系统,通过以太网络与该数据处理互交系统连接的PLC控制系统和矢量网络分析仪,设置于暗室环境中的系统平台,设置于系统平台上的远场安置台、机器人安置台和近场安置台,设置于机器人安置台上并用于固定待测天线的工业六轴机器人,设置于远场安置台上的远场信标机构,设置于近场安置台上的近场信标机构。本发明通过工业六轴机器人来夹持待测天线,来进行近场测试和远场测试,自动化程度极高,使用者只需完成待测天线的架设和远场信标的标定,系统即可无需干预地进行天线各项指标的测试,而且由机器人控制待测天线位置,有效地保证了测试精度,并极大地提高了天线测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及天线测试技术领域,具体地讲,是涉及一种基于机器人的天线智能测试系统及测试方法。
背景技术
随着射频微波技术的不断发展,天线测试作为其中必不可少的环节也面临着越来越多的挑战。天线测试手段之中,基于暗室的天线测试又是最被广泛使用的一种。
现有的天线暗室测试系统,基于机械转台,并针对传统的无源天线测试要求进行设计,自动化程度较低,已经无法很好的适应现代天线测试,尤其是有源阵列天线测试的需求。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供一种自动化程度高、测试精度高且测试效率高的基于机器人的天线智能测试系统。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于机器人的天线智能测试系统,包括数据处理互交系统,以及通过以太网络与该数据处理互交系统连接的PLC控制系统和矢量网络分析仪,还包括设置于暗室环境中的系统平台,设置于系统平台上的远场安置台、机器人安置台和近场安置台,设置于机器人安置台上并用于固定待测天线的工业六轴机器人,设置于远场安置台上的远场信标机构,以及设置于近场安置台上的近场信标机构,其中,所述远场信标机构和近场信标机构分别在所述工业六轴机器人两侧相对分布,所述远场安置台和近场安置台对应地在机器人安置台两侧相对设置,且所述远场安置台与机器人安置台保持一定间隔,所述近场安置台与机器人安置台相互连通;所述远场信标机构和近场信标机构将检测信息传输至所述矢量网络分析仪,所述工业六轴机器人、远场信标机构和近场信标机构通过R422总线与所述PLC控制系统连接。
进一步地,由于平台较大,为了方便人员安装操作,所述系统平台上还设有布线通道,所述远场安置台和近场安置台上均配置有人梯。
具体地,所述工业六轴机器人的前端设有天线固定器。
为了便于测试工作,所述系统平台上还配置有为待测天线供电和冷却的辅助设备,该辅助设备也与PLC控制系统连接。
更进一步地,所述远场信标机构包括固定于远场安置台上的支撑柱,设置于支撑柱顶部的可固定的转动调节头,安置于转动调节头上的横向调节轨道,匹配地安置于横向调节轨道上的并可固定的信标安置座,以及安装于信标安置座上的远场信标,其中,所述远场信标与所述矢量网络分析仪数据连通。
更进一步地,所述近场信标机构包括固定于近场安置台上并沿靠近和远离所述工业六轴机器人方向走向的平移导轨,匹配地安置于平移导轨上并通过伺服电机驱动丝杆带动的平移支架,设置于平移支架上并沿竖直方向走向的升降导轨,匹配地安置于升降导轨上并通过伺服电机驱动的升降连接块,与升降连接块固定连接的近场支撑柱,安装于近场支撑柱顶端的信标安装座,以及安装于信标安装座上的近场信标,其中,所述近场信标与所述矢量网络分析仪数据连通,所述伺服电机受所述PLC控制系统控制。
本发明中,所述数据处理互交系统、PLC控制系统、矢量网络分析仪和工业六轴机器人为现有设备,其具体构造在此不再赘述。
本发明还提供了一种基于机器人的天线智能测试方法,其利用上述基于机器人的天线智能测试系统,通过如下步骤实现:
(1)将待测天线安装在所述工业六轴机器人的前端,并将待测天线与辅助设备连接;
(2)通过数据处理互交系统预设测试参数,并通过PLC控制系统将预设的测试参数转化为控制指令分别发送至工业六轴机器人、远场信标机构和近场信标机构,其中,所述测试参数包括测试方式、测试范围和测试距离,并且所述测试方式为远场测试或/和近场测试;
(3-1)在远场测试时,所述工业六轴机器人根据控制指令调整待测天线与远场信标机构的相对距离,并在预设的测试范围内移动待测天线,使远场信标机构采集相应的测试数据;
(3-2)在近场测试时,所述工业六轴机器人和近场信标机构均根据控制指令调整待测天线与近场信标机构之间的相对距离,并且工业六轴机器人在预设的测试范围内移动待测天线,使近场信标机构采集相应的测试数据;
(3-3)在远场测试与近场测试切换时,控制工业六轴机器人沿轴线转动180°;
(4)所述矢量网络分析仪接收远场信标机构和近场信标机构所采集到的测试数据,并将其传输至所述数据处理互交系统处理,获得待测天线的各项指标并输出显示。
进一步地,所述步骤(2)中在预设测试参数后,还将所需要采集的待测天线指标发送给矢量网络分析仪,进行测试仪器配置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明通过工业六轴机器人来夹持待测天线,来进行近场测试和远场测试,自动化程度极高,使用者只需完成待测天线的架设和远场信标的标定,系统即可无需干预地进行天线各项指标的测试,而且由机器人控制待测天线位置,且近场信标位置也可被调整,有效地保证了测试精度,并极大地提高了天线测试效率,而且本发明设计巧妙,结构相对简单,方便实用,具有广泛的应用前景,适合推广应用。
(2)本发明中近场信标机构可以调节位置,以便为待测天线的近场测试提供最佳测试距离。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明中系统平台部分的结构示意图。
图3为本发明中远场信标机构的结构示意图。
图4为本发明中近场信标机构的结构示意图。
图5为本发明中工业六轴机器人的整体结构示意图。
图6为本发明中测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图6所示,该基于机器人的天线智能测试系统,不仅可以用于无源天线的测试,而且可以用于有源天线的测试,具体包括数据处理互交系统,通过以太网络与该数据处理互交系统连接的PLC控制系统和矢量网络分析仪,设置于暗室环境中的系统平台1,设置于系统平台上的远场安置台2、机器人安置台3和近场安置台4,设置于机器人安置台上并用于固定待测天线的工业六轴机器人5,设置于远场安置台上的远场信标机构6,以及设置于近场安置台上的近场信标机构7,其中,所述远场信标机构和近场信标机构分别在所述工业六轴机器人两侧相对分布,所述远场安置台和近场安置台对应地在机器人安置台两侧相对设置,且所述远场安置台与机器人安置台保持一定间隔,所述近场安置台与机器人安置台相互连通;所述远场信标机构和近场信标机构将检测信息传输至所述矢量网络分析仪,所述工业六轴机器人、远场信标机构和近场信标机构通过R422总线与所述PLC控制系统连接。由于平台较大,通常情况下远场测试所需的距离从几米到十几米不等,而近场测试所需的距离只在1米内或10厘米内,尤其是有源天线,常常需要近场和远场两个方面的指标数据;为了方便人员安装操作,所述系统平台上还设有布线通道8,所述远场安置台和近场安置台上均配置有人梯9。具体地,所述工业六轴机器人的前端设有天线固定器10。该天线固定器用于安装待测天线,并配合相应的辅助连接。
为了便于测试工作,所述系统平台上还配置有为待测天线供电和冷却的辅助设备。该设备的具体型号和功能根据需求配置,例如电源、发电机、风扇、接线器等等,图示中未显示。
更进一步地,所述远场信标机构包括固定于远场安置台上的支撑柱21,设置于支撑柱顶部的可固定的转动调节头22,安置于转动调节头上的横向调节轨道23,匹配地安置于横向调节轨道上的并可固定的信标安置座24,以及安装于信标安置座上的远场信标25,其中,所述远场信标与所述矢量网络分析仪数据连通。在具体应用中,所述转动调节头和信标安置座均可采用伺服电机等自动化设备驱动,其可固定的功能则通过锁紧机构实现,并且这些伺服电机和锁紧机构均可接受PLC控制系统的控制。
更进一步地,所述近场信标机构包括固定于近场安置台上并沿靠近和远离所述工业六轴机器人方向走向的平移导轨11,匹配地安置于平移导轨上并通过伺服电机12驱动丝杆带动的平移支架13,设置于平移支架上并沿竖直方向走向的升降导轨14,匹配地安置于升降导轨上并通过伺服电机驱动的升降连接块15,与升降连接块固定连接的近场支撑柱16,安装于近场支撑柱顶端的信标安装座17,以及安装于信标安装座上的近场信标18,其中,所述近场信标与所述矢量网络分析仪数据连通,所述伺服电机受所述PLC控制系统控制。
本发明工作中,数据处理互交系统对整个系统进行总体控制,PLC控制系统负责对伺服电机和机器人等装置进行整体控制,待测天线安装在工业六轴机器人前端的天线固定器上,通过改变机器人的姿态,实现不同角度天线辐射特性的测试;近场信标和远场信标采集对应的射频信号幅相信息,并通过数据线缆与矢量网络分析仪相连。在具体测试时,有数据处理互交系统获得测试任务后,将测试频率范围、测试间隔时间等指标下达给矢量网络分析仪,完成测试仪器的配置,同时,将机器人姿态,近场信标和远场信标的位置等信息下达给PLC控制系统,PLC控制系统解算相关指令,并通过总线驱动工业六轴机器人及近场信标机构的伺服电机移动调节到所需的姿态及位置。在进行近场测试时,PLC控制系统驱动连接待测天线的工业六轴机器人对准近场信标,并在所需扫描范围内移动,近场信标将相关电场幅相数据采集并传输至矢量网络分析仪;在进行远场测试时,PLC控制系统驱动连接待测天线的工业六轴机器人对准远场信标,并根据待测角度调整为对应姿态,远场信标将相关电场幅相数据采集并传输至矢量网络分析仪;数据处理互交系统从矢量网络分析仪处读取近场和远场测试数据并进行处理,显示得出幅相分布、二维/三维方向图、EIRP、G/T值等指标。
上述实施例仅为本发明的优选实施例,并非对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于机器人的天线智能测试系统,包括数据处理互交系统,以及通过以太网络与该数据处理互交系统连接的PLC控制系统和矢量网络分析仪,其特征在于,还包括设置于暗室环境中的系统平台,设置于系统平台上的远场安置台、机器人安置台和近场安置台,设置于机器人安置台上并用于固定待测天线的工业六轴机器人,设置于远场安置台上的远场信标机构,以及设置于近场安置台上的近场信标机构,其中,所述远场信标机构和近场信标机构分别在所述工业六轴机器人两侧相对分布,所述远场安置台和近场安置台对应地在机器人安置台两侧相对设置,且所述远场安置台与机器人安置台保持一定间隔,所述近场安置台与机器人安置台相互连通;所述远场信标机构和近场信标机构将检测信息传输至所述矢量网络分析仪,所述工业六轴机器人、远场信标机构和近场信标机构通过R422总线与所述PLC控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于机器人的天线智能测试系统,其特征在于,所述系统平台上还设有布线通道,所述远场安置台和近场安置台上均配置有人梯。
3.根据权利要求1所述的基于机器人的天线智能测试系统,其特征在于,所述工业六轴机器人的前端设有天线固定器。
4.根据权利要求3所述的基于机器人的天线智能测试系统,其特征在于,所述系统平台上还配置有为待测天线供电和冷却的辅助设备,该辅助设备也与PLC控制系统连接。
5.根据权利要求1所述的基于机器人的天线智能测试系统,其特征在于,所述远场信标机构包括固定于远场安置台上的支撑柱,设置于支撑柱顶部的可固定的转动调节头,安置于转动调节头上的横向调节轨道,匹配地安置于横向调节轨道上的并可固定的信标安置座,以及安装于信标安置座上的远场信标,其中,所述远场信标与所述矢量网络分析仪数据连通。
6.根据权利要求1所述的基于机器人的天线智能测试系统,其特征在于,所述近场信标机构包括固定于近场安置台上并沿靠近和远离所述工业六轴机器人方向走向的平移导轨,匹配地安置于平移导轨上并通过伺服电机驱动丝杆带动的平移支架,设置于平移支架上并沿竖直方向走向的升降导轨,匹配地安置于升降导轨上并通过伺服电机驱动的升降连接块,与升降连接块固定连接的近场支撑柱,安装于近场支撑柱顶端的信标安装座,以及安装于信标安装座上的近场信标,其中,所述近场信标与所述矢量网络分析仪数据连通,所述伺服电机受所述PLC控制系统控制。
7.基于机器人的天线智能测试方法,其特征在于,利用权利要求1~6任一项所述的基于机器人的天线智能测试系统,通过如下步骤实现:
(1)将待测天线安装在所述工业六轴机器人的前端,并将待测天线与辅助设备连接;
(2)通过数据处理互交系统预设测试参数,并通过PLC控制系统将预设的测试参数转化为控制指令分别发送至工业六轴机器人、远场信标机构和近场信标机构,其中,所述测试参数包括测试方式、测试范围和测试距离,并且所述测试方式为远场测试或/和近场测试;
(3-1)在远场测试时,所述工业六轴机器人根据控制指令调整待测天线与远场信标机构的相对距离,并在预设的测试范围内移动待测天线,使远场信标机构采集相应的测试数据;
(3-2)在近场测试时,所述工业六轴机器人和近场信标机构均根据控制指令调整待测天线与近场信标机构之间的相对距离,并且工业六轴机器人在预设的测试范围内移动待测天线,使近场信标机构采集相应的测试数据;
(3-3)在远场测试与近场测试切换时,控制工业六轴机器人沿轴线转动180°;
(4)所述矢量网络分析仪接收远场信标机构和近场信标机构所采集到的测试数据,并将其传输至所述数据处理互交系统处理,获得待测天线的各项指标并输出显示。
8.根据权利要求7所述的基于机器人的天线智能测试方法,其特征在于,所述步骤(2)中在预设测试参数后,还将所需要采集的待测天线指标发送给矢量网络分析仪,进行测试仪器配置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |