CN106405297B - 雷达罩测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达罩测试系统，包括设置于水平工作面的扫描方位转台，所述的扫描方位转台上通过支撑臂连接有雷达扫描机构；所述的支撑臂包括转台支撑臂和雷达支撑臂；所述的转台支撑臂设置于扫描方位转台上部，所述的转台支撑臂上表面具有俯仰圆弧轨道，所述的俯仰圆弧轨道同雷达支撑臂底部的俯仰滑动台滑动配合，使雷达支撑臂能够相对转台支撑臂圆弧曲面移动。本发明所述的雷达罩测试系统，避免了传统雷达罩支撑臂以及俯仰轴对雷达罩测试效果的干扰影响。

Description

雷达罩测试系统
技术领域
本发明涉及一种雷达罩测试转台装置。
背景技术
在雷达周边设备中，雷达罩是电磁波的窗口，是对雷达性能影响最为直接的，雷达罩电磁性能的好坏直接关系到雷达系统实际性能的发挥，雷达罩与天线同等重要。要求雷达罩对天线的电磁辐射特性的影响最小，并且满足战术技术指标的要求。
雷达罩技术综合了材料、工艺、机械、电磁、空气动力学和结构力学等学科的知识，设计和制造难度较大，尤其电磁性能测试过程最为复杂，一般采用多自由度测试系统在远场或者紧缩场环境下进行测试，具体电磁性能指标包括透波率、方向图、瞄准误差等。
由于雷达罩工作在一种复杂的特殊环境中，雷达罩电性能测试是一个复杂的过程，包括方向图、透波率、瞄准误差等技术指标，涉及到空间多轴、多自由度的运动，一般使用专用的转台进行测试，其转台应满足雷达罩测试的运动要求。
雷达罩测试转台通常会设置有一个竖立的雷达罩支撑臂结构，用以支撑雷达罩的俯仰运动轴，同时还设置有独立的雷达天线支撑臂，用以安装雷达天线系统，两部分配合运动以满足雷达罩测试运动要求。
一般来说，在天线测试中天线的左右两侧是干扰敏感区域，如图6所示，图中传统雷达罩安装框F两侧的圆虚线区域即为干扰敏感区域。
如图7和图8所示，图中传统雷达罩安装框F两侧的圆虚线区域即为干扰敏感区域，现有的雷达罩测试系统中，在扫描水平面上，其竖立的传统雷达罩支撑臂及其俯仰轴结构C，正好处于这个敏感区域内，甚至在一定角度范围内从电磁波来波方向来看，传统雷达罩支撑臂或者俯仰轴结构超前于天线罩，并且结构尺寸可观、过于靠近天线罩，不论是在室外远场，或者是经过屏蔽处理后在室内暗室测试，其测试得到的方向图会因为雷达罩支撑臂对电磁波反射以及散射的干扰，导致方向图对应在雷达罩支撑臂所在区域范围内出现副瓣抬高的现象。
在带有雷达罩支撑臂结构的雷达罩测试系统中，雷达罩支撑臂在雷达罩体的右侧，右边副瓣会有明显抬升，左右副瓣不对称，测试结果失真，如图9所示。
同时，由于缺乏雷达罩独立的方位调节运动，当雷达指向雷达罩的斜角区域时，现有测试系统的测试扫描平面A和雷达H面B并不重合，如图10到图12所示。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种雷达罩测试系统，用于解决现有的雷达罩测试系统，具有的雷达罩支撑臂会干扰到雷达罩的测试效果，并且达不到测试扫描平面和雷达H面重合的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种雷达罩测试系统，包括设置于水平工作面的扫描方位转台，所述的扫描方位转台上通过支撑臂连接有雷达扫描机构；所述的支撑臂包括转台支撑臂和雷达支撑臂；所述的转台支撑臂设置于扫描方位转台上部，所述的转台支撑臂上表面具有俯仰圆弧轨道，所述的俯仰圆弧轨道同雷达支撑臂底部的俯仰滑动台滑动配合，使雷达支撑臂能够相对转台支撑臂圆弧曲面移动；在雷达测试过程中，雷达支撑臂位于雷达罩安装框和机扫雷达天线的后部，雷达天线的左右两侧的干扰敏感区域都是净空，无遮挡物。
作为优选所述的雷达扫描机构设置于雷达支撑臂顶部的雷达支撑架上；所述的雷达扫描机构包括：通过雷达罩方位轴同雷达支撑架的上下两端转动连接的雷达罩安装框、雷达罩、机扫雷达天线、雷达罩极化轴、雷达罩横滚转动环和雷达天线安装台；所述的雷达罩安装框中心设置有雷达天线安装台，所述的机扫雷达天线安装于雷达天线安装台上；所述的雷达罩安装框的圆周框体上安装有雷达罩横滚转动环，所述的雷达罩安装于雷达罩横滚转动环。
作为优选所述的雷达罩方位轴同雷达罩安装框之间设置有直线导轨，使雷达罩安装框能够在直线导轨上前后伸缩平移运动。
作为优选所述的雷达天线安装台同雷达罩安装框之间设置有直线导轨，使雷达天线安装台能够在直线导轨上前后伸缩平移运动。
作为优选所述的俯仰圆弧轨道以及同其配合滑动的俯仰滑动台设有一组以上。
与现有技术相比较，本发明所述的雷达罩测试系统，支撑臂包括转台支撑臂和雷达支撑臂；转台支撑臂上表面具有俯仰圆弧轨道，俯仰圆弧轨道同雷达支撑臂底部的俯仰滑动台滑动配合，使雷达支撑臂能够相对转台支撑臂圆弧曲面移动；当雷达扫描机构扫描工作时，扫描平面高于转台支撑臂的顶部，且雷达支撑臂始终位于雷达罩安装框和机扫雷达天线的后部，雷达天线的左右两侧都是净空，干扰敏感区域无遮挡物，避免了传统雷达罩支撑臂以及俯仰轴对雷达罩测试效果的干扰影响，并且通过雷达罩方位轴同雷达支撑架的上下两端转动连接的雷达罩安装框，实现了雷达罩的方位调节，实现了扫描平面和雷达天线H平面的重合。
本发明所述的雷达罩测试系统，采用俯仰圆弧轨道以及俯仰滑动台组合替代了现有技术方案中的俯仰轴以及天线罩支撑结构；俯仰圆弧轨道以及俯仰滑动台组合设置在扫描方位转台上，俯仰圆弧轨道的等效俯仰轴(虚轴)平行于地面。如此设置的技术优势在于避免了雷达罩支撑臂以及俯仰轴结构对测试产生干扰，并且在测试系统的前上方空间实现了净空环境，避免了结构遮挡以及结构散射电磁波的干扰，确保了测试结果的真实性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明雷达罩测试系统具有雷达罩的结构示意图。
图2是本发明雷达罩测试系统扫描示意图。
图3是本发明雷达罩测试系统摘除雷达罩的示意图。
图4是本发明雷达罩测试系统摘除雷达罩的侧视图。
图5是本发明雷达罩测试系统摘除雷达罩的主视图(图中圆弧虚线区域为干扰敏感区域)。
图6是现有技术中雷达罩测试系统的俯视图。
图7是现有技术中雷达罩测试系统的结构示意图(图中箭头所示方向，即为电磁波来波方向)。
图8是现有技术中雷达罩测试系统的侧视图(图中箭头所示方向，即为电磁波来波方向)。
图9是现有技术天线方向图(图中横坐标单位是角度，纵坐标是dB)。
图10是现有技术测试扫描平面和雷达H面第一效果图。
图11是现有技术测试扫描平面和雷达H面第二效果图。
图12是现有技术测试扫描平面和雷达H面第三效果图。
其中：1、扫描方位转台，2、转台支撑臂、3、俯仰圆弧轨道，4、雷达支撑臂，5、俯仰滑动台，6、雷达支撑架，7、雷达罩安装框，8、雷达罩，9、机扫雷达天线，10、雷达罩极化轴，11、雷达罩横滚转动环，12、雷达天线安装台，13、扫描平面，14、雷达天线H平面；
A为测试扫描平面、B为雷达H面、C为传统雷达罩支撑臂及其俯仰轴结构、D为传统扫描方位转台、E为传统接受天线、F为传统雷达罩安装框。
具体实施方式
如图1到图5所示，一种雷达罩测试系统，包括设置于水平工作面的扫描方位转台1，所述的扫描方位转台1上通过支撑臂连接有雷达扫描机构。
所述的支撑臂包括转台支撑臂2和雷达支撑臂4；所述的雷达扫描机构设置于雷达支撑臂4顶部的雷达支撑架6上；所述的雷达扫描机构包括：通过雷达罩方位轴同雷达支撑架6的上下两端转动连接的雷达罩安装框7、雷达罩8、机扫雷达天线9、雷达罩极化轴10、雷达罩横滚转动环11和雷达天线安装台12；所述的雷达罩安装框7中心设置有雷达天线安装台12，所述的机扫雷达天线9安装于雷达天线安装台12上。
雷达天线安装台12通过机械结构设置在雷达罩安装框7后方，是机扫雷达天线9的主要承力构件；雷达罩安装框7带动雷达天线安装台12一同进行俯仰、方位运动。
所述的雷达罩安装框7的圆周框体上安装有雷达罩横滚转动环11，所述的雷达罩8安装于雷达罩横滚转动环11，所述的雷达罩横滚转动环11通过雷达罩横滚电机驱动转动调节。所述的雷达罩8及其工装能够定位并牢固安装在雷达罩横滚转动环的工装面上。
所述的雷达罩极化轴10为雷达罩横滚转动环11的轴线，此雷达罩极化轴10由扫描方位转台1的扫描方位轴、俯仰圆弧轨道3与俯仰滑动台5组合运动的雷达罩俯仰轴(此轴是虚轴)联合带动。
雷达罩8通过自身工装结构安装在雷达罩横滚转动环11上，并保证雷达罩极化轴10与雷达罩横滚转动环11同轴，由雷达罩横滚转动环11带动，绕着雷达罩8自身的雷达罩极化轴10转动，实现雷达罩8的横滚运动。
所述的转台支撑臂2设置于扫描方位转台1上部，所述的转台支撑臂2上表面具有俯仰圆弧轨道3，所述的俯仰圆弧轨道3同雷达支撑臂4底部的俯仰滑动台5滑动配合，使雷达支撑臂4能够相对转台支撑臂2圆弧曲面移动；所述的俯仰圆弧轨道3以及同其配合滑动的俯仰滑动台5设有一组以上。
俯仰圆弧轨道3的轨道截面是矩形、切边矩形或其他形式；俯仰滑动台5组合方式能够是单个或者多个滑动体组合；具体轨道数量、轨道截面形式、滑动台组合方式不影响本方案的实施。
所述雷达天线安装台12同机扫雷达天线9之间设置有轴调节机构，所述的轴调节机构包括天线方位轴、天线俯仰轴和天线极化轴。
当雷达天线安装台12向机扫雷达天线9依次设置有天线方位轴、天线俯仰轴以及天线极化轴，使天线方位轴带动天线俯仰轴，天线俯仰轴带动天线极化轴，天线极化轴通过工装面带动机扫雷达天线9转动。
当雷达天线安装台12向机扫雷达天线9依次设置有天线俯仰轴、天线方位轴以及天线极化轴，使天线俯仰轴带动天线方位轴，天线方位轴带动天线极化轴，天线极化轴通过工装面带动机扫雷达天线9转动。机扫雷达天线9是安装在天线极化轴上的。
天线极化轴由天线方位轴或天线俯仰轴带动，在运动范围内指向空间任一方向，是一个三维转动组合；此三维转动组合依附于雷达罩安装框7之上，跟随雷达罩安装框7运动。
雷达罩方位轴通过机械结构连接着雷达罩安装框7，并带动雷达罩安装框7进行方位转动；此时雷达罩8拥有扫描方位运动、雷达罩方位运动、雷达罩俯仰运动这三个运动自由度，其中雷达罩方位运动、雷达罩俯仰运动主要用于在测试过程中修正雷达天线的方位角和俯仰角。
在雷达测试过程中，雷达支撑臂4位于雷达罩安装框7和机扫雷达天线9的后部，雷达天线的左右两侧的干扰敏感区域都是净空，无遮挡物。
作为其中一种优选的实施方式，所述的雷达罩方位轴同雷达罩安装框7之间设置有直线导轨，使雷达罩安装框7能够在直线导轨上前后伸缩平移运动，以便于适应不同类型的雷达罩测试工装需求。
作为其中一种优选的实施方式，所述的雷达天线安装台12同雷达罩安装框7之间设置有直线导轨，使雷达天线安装台12能够在直线导轨上前后伸缩平移运动，以适应不同型号雷达天线的装配对中。
作为其中一种优选的实施方式，上述的雷达天线安装台12是针对于机扫雷达而言，当本发明应用于电扫雷达，直接通过电扫雷达的工装安装在雷达罩横滚转动环11的工装面上，保证了雷达天线与雷达罩的相对位置，即可实现工作。
本发明所述的雷达罩测试系统，能够在远场或者紧缩场内对雷达罩的电磁性能进行自动化测试。将现有雷达罩测试系统中的传统支撑臂结构取消，俯仰轴改为俯仰圆弧轨道3以及俯仰滑动台5的组合，俯仰圆弧轨道3等效的俯仰轴平行于地面；在俯仰滑动台5上新增一个雷达罩方位轴，俯仰滑动台5带动雷达罩方位轴在俯仰圆弧轨道3上绕着等效的俯仰轴进行俯仰运动，此等效的俯仰轴即是雷达罩俯仰轴；在新增的雷达罩方位轴上设置有雷达罩安装框7，雷达罩安装框7由雷达罩方位轴带动进行雷达罩方位转动。
本发明所述的雷达罩测试系统，扫描方位转台1设置在整个测试系统的最下方，由扫描方位转台1带动转台整体进行方位扫描转动，用于雷达罩方位扫描测试主运动以及雷达罩方位角度设置调节；扫描方位转台的扫描方位轴垂直于地面，扫描平面12水平于地面。
天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化和垂直极化。
对于线极化天线，与极化方向平行的剖面方向图称为E面，与之垂直的剖面方向图称之为H面，即本发明的雷达天线H平面14。
本发明所述的雷达罩测试系统，为了实现雷达天线H平面14与测试系统的测试扫描平面13重合或者平行，雷达罩8需要具有方位角度调节能力，因此，在俯仰滑动台5上设置有雷达罩方位轴，俯仰滑动台5带动雷达罩方位轴在俯仰圆弧轨道3上绕着俯仰轴(虚轴)进行俯仰运动，此时俯仰圆弧轨道3的等效俯仰轴(虚轴)即是雷达罩的俯仰轴。
具体天线罩测试方法，在测试初始，机扫雷达天线9指向雷达罩8正前方，雷达天线H面14水平于地面，且平行于扫描平面13；通过设置天线方位轴和天线俯仰轴的角度，将雷达天线指向的需要测试的指定的空间角度位置(此时雷达天线H面与地面有夹角)。
根据先前设置的天线方位轴和天线俯仰轴的角度，通过等量反向地调节雷达罩方位轴、雷达罩俯仰轴，机扫雷达天线9和雷达罩8一起转动，走到雷达天线的初始方向，即雷达天线H面水平于地面，平行或者重合于扫描平面；此时进入雷达罩8的测试步骤，如雷达罩的方向图、瞄准误差、透波率等测试。
对于机扫雷达测试，首先完成不带雷达罩的测试(雷达方向图等)，然后安装雷达罩，进行方位扫描或者俯仰扫描，开始安装雷达罩之后的对比测试，得到雷达罩的方向图、瞄准误差、透波率等结果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种雷达罩测试系统，包括设置于水平工作面的扫描方位转台（1），所述的扫描方位转台（1）上通过支撑臂连接有雷达扫描机构；
其特征在于：所述的支撑臂包括转台支撑臂（2）和雷达支撑臂（4）；
所述的转台支撑臂（2）设置于扫描方位转台（1）上部，所述的转台支撑臂（2）上表面具有俯仰圆弧轨道（3），所述的俯仰圆弧轨道（3）同雷达支撑臂（4）底部的俯仰滑动台（5）滑动配合，使雷达支撑臂（4）能够相对转台支撑臂（2）圆弧曲面移动；
在雷达测试过程中，雷达支撑臂（4）位于雷达罩安装框（7）和机扫雷达天线（9）的后部；
所述的雷达扫描机构设置于雷达支撑臂（4）顶部的雷达支撑架（6）上；
所述的雷达扫描机构包括：通过雷达罩方位轴同雷达支撑架（6）的上下两端转动连接的雷达罩安装框（7）、雷达罩（8）、机扫雷达天线（9）、雷达罩极化轴（10）、雷达罩横滚转动环（11）和雷达天线安装台（12）；
所述的雷达罩安装框（7）中心设置有雷达天线安装台（12），所述的机扫雷达天线（9）安装于雷达天线安装台（12）上；
所述的雷达罩安装框（7）的圆周框体上安装有雷达罩横滚转动环（11），所述的雷达罩（8）安装于雷达罩横滚转动环（11）；
当雷达扫描机构扫描工作时，扫描平面高于转台支撑臂（2）的顶部，且雷达支撑臂（4）始终位于雷达罩安装框（7）和机扫雷达天线（9）的后部，雷达天线的左右两侧都是净空，干扰敏感区域无遮挡物，并且通过雷达罩方位轴同雷达支撑架的上下两端转动连接的雷达罩安装框（7），实现了雷达罩（8）的方位调节，实现了扫描平面和雷达天线H平面的重合；
所述的雷达罩方位轴同雷达罩安装框（7）之间设置有直线导轨，使雷达罩安装框（7）能够在直线导轨上前后伸缩平移运动；
所述的雷达天线安装台（12）同雷达罩安装框（7）之间设置有直线导轨，使雷达天线安装台（12）能够在直线导轨上前后伸缩平移运动。
2.根据权利要求1所述的雷达罩测试系统，其特征在于：
所述的俯仰圆弧轨道（3）以及同其配合滑动的俯仰滑动台（5）设有一组以上。
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