CN109270363A - 一种机腹天线罩电性能测试方法 - Google Patents

一种机腹天线罩电性能测试方法 Download PDF

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许群
李传兰
胡兵
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Abstract

本发明属于天线罩电磁特性试验领域，涉及一种机腹天线罩电性能测试方法。本发明包括以下步骤：将发射天线(1)安装在弧形的导轨(12)上；将机腹天线罩(2)通过机腹天线罩支杆(6)安装在一个具备三自由度的转台(7)上；将接收天线(3)通过天线座(10)安装在天线支杆(9)上；步骤四，测试。本方法不需天线座方位轴与转台方位轴重合，通过支杆将机腹天线罩安装在转台上，可避免大型机腹天线罩与转台运动干涉，解决大型机腹天线罩测试难题，促进了国防和航空科技的发展。

Description

一种机腹天线罩电性能测试方法
技术领域
本发明属于天线罩电磁特性试验领域，涉及一种机腹天线罩电性能测试方法。
背景技术
机腹天线罩位于飞机的腹部，当腹部雷达接收地面的信号或探测地面目标时，电磁信号必须透过机腹天线罩，因此，需要模拟天线的扫描状态检测机腹天线罩对电磁信号的影响程度，反映机腹天线罩电磁影响程度的指标有功率传输效率、方向图、瞄准误差和功率反射等电性能项目。功率传输效率是反映电磁信号能量透过机腹天线罩衰减的程度，方向图反映的是雷达天线波束透过机腹天线罩后畸变的大小，瞄准误差反映了机腹天线罩引起的天线波束的偏移，而功率反射则反映机腹天线罩对电磁波的反射程度，所有这些指标都需要接收天线与机腹天线罩在保证装机相对位置关系下，模拟接收天线的扫描状态进行电磁信号功率电平的测量，然后通过相应的数据处理方法进行计算。
目前所用的测量方法是接收天线和发射天线不改变运动状态的情况下，控制机腹天线罩的运动模拟天线波束在罩内方位和仰角进行二维的扫描，从而达到所要求的覆盖范围，在天线罩电性能试验领域，基本上都是使用基于天线罩运动模拟接收天线在罩内扫描的试验方法。
机腹天线罩外形不规则，不同于常规的鼻锥形天线罩，一般为半敞开式结构，所以，当机腹天线罩下俯和上仰来模拟天线在一定的仰角下方位扫描时，会由于机腹天线罩的方位转动，在较大方位扫描角内暴露接收天线，电磁波会由于机腹天线罩边界的影响存在多次绕射和反射，从而影响测试数据的精确性，因此，现在基于改变机腹天线罩位置来模拟接收天线扫描的电测方式具有一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种机腹天线罩电性能测试方法，以准确地模拟接收天线在罩内的扫描区域，真实地反映罩内天线扫描目标的工作状态，从而实现机腹天线罩电性能的高精度测试。
本发明的思路是：本发明通过天线与机腹天线罩复合运动，准确模拟雷达天线在机腹天线罩内的运动状态。
本发明的技术方案是：一种机腹天线罩电性能测试方法，包括以下步骤：
步骤一，将发射天线1安装在弧形的导轨12上，弧形导轨12通过导轨支架11支撑，将发射天线1架高至与接收天线3对准；发射天线1通过机电系统驱动和控制在导轨12上运动，模拟装机状态天线俯仰运动；
步骤二，将机腹天线罩2通过机腹天线罩支杆6安装在一个具备三自由度的转台7上，避免机腹天线罩2与转台7支臂产生运动干涉；机腹天线罩2可随转台7一起绕转台滚动转轴8转动，模拟装机状态天线方位运动；
步骤三，将接收天线3通过天线座10安装在天线支杆9上；天线支杆9固定在地面上，接收天线3可绕天线座方位转轴4转动，天线座方位转轴4与转台方位转轴5不重合；
步骤四，测试，分为以下三个方面：
a)测试机腹天线罩功率传输效率：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动；设置合乎要求的俯仰角；发射天线1沿导轨12运动与接收天线3对准，然后控制转台7带动机腹天线罩2绕转台滚动转轴8转动，且接收天线3不随动于机腹天线罩2；采集接收天线3不带天线罩和带天线罩后的功率电平；进行数据处理，得到机腹天线罩功率传输效率；
b)测试瞄准误差和功率反射：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动；设置合乎要求的俯仰角；发射天线1沿导轨12运动与接收天线3对准，然后控制转台7带动机腹天线罩2绕转台滚动转轴8转动，且接收天线3不随动于机腹天线罩2；瞄准误差测试机腹天线罩引起的电轴偏移，功率反射测试机腹天线罩所引起的能量反射；
c)测试方向图：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动；设置合乎要求的俯仰角，发射天线1沿导轨12运动与接收天线3对准，接收天线3随动于机腹天线罩2，且转台7俯仰环带动接收天线3和机腹天线罩2在俯仰方向0°～90°方向角内扫描，实现方向图的测试。
本发明的有益效果是：本发明是一种针对机腹天线罩的新型电性能测试方法，能够更加准确的模拟接收天线在机腹天线罩内的扫描状态，实现机腹天线罩电性能指标的高精度测量；本方法不需天线座方位轴与转台方位轴重合，通过支杆将机腹天线罩安装在转台上，可避免大型机腹天线罩与转台运动干涉，解决大型机腹天线罩测试难题，促进了国防和航空科技的发展。
附图说明
图1为本发明机腹天线罩电性能测试方法中测试装置的正视图；
图2为本发明机腹天线罩电性能测试方法中测试装置的俯视图；
图3为本发明一种具体实施例的示意图；
其中，1-发射天线、2-机腹天线罩、3-接收天线、4-天线座方位转轴、5-转台方位转轴、6-机腹天线罩支杆、7-转台、8-转台滚动转轴、9-天线支杆、10-天线座、11-导轨支架、12-导轨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本发明通过设计发射天线弧形的运动轨道，改变发射天线的运动状态。接收天线通过定位装置或者天线座改变运动状态，实现接收天线在机腹天线罩内的不同俯仰角设置。当接收天线改变俯仰角时，发射天线通过滑轨运动到与接收天线电轴对准的位置，此时测试软件控制转台滚动轴带动机腹天线罩进行360°旋转，间隔相应的角度，测量装夹机腹天线罩前后功率电平的变化，对测试数据进行相应的数据处理，可以完成机腹天线罩功率传输效率、方向图、瞄准误差和功率反射等电性能指标的测试。
本发明一种机腹天线罩电性能测试方法，包括以下步骤：
步骤一，发射天线1安装在弧形导轨12上，导轨12半径为40米，通过导轨支架11支撑，将发射天线1架高至与接收天线3对准。发射天线1通过机电系统驱动和控制在导轨12上运动，模拟装机状态天线俯仰运动。
机腹天线罩2通过机腹天线罩支杆6安装在一个具备三自由度的转台7上，将机腹天线罩2安装在转台7上，避免机腹天线罩2与转台7支臂产生运动干涉，机腹天线罩2可随转台7一起绕转台滚动转轴8转动，模拟装机状态天线方位运动；
接收天线3通过天线座10安装在天线支杆9上，天线支杆9固定在地面上，接收天线3可绕天线座方位转轴4转动，天线座方位转轴4与转台方位转轴5不重合。
a)测试机腹天线罩功率传输效率：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动，设置合乎要求的俯仰角，发射天线1沿轨道运动与接收天线3对准，然后控制转台7带动机腹天线罩2绕转台滚动转轴8转动，且接收天线3不随动于机腹天线罩2，采集接收天线3不带机腹天线罩2和带上机腹天线罩2后的功率电平，通过数据处理，得到机腹天线罩功率传输效率。
b)测试瞄准误差和功率反射：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动，设置合乎要求的俯仰角，发射天线1沿轨道运动与接收天线3对准，然后控制转台7带动机腹天线罩2绕转台滚动转轴8转动，且接收天线3不随动于机腹天线罩2。瞄准误差测试的是机腹天线罩2引起的电轴偏移，功率反射测试的是机腹天线罩2引起的能量的反射。
c)测试方向图：天线座10带动接收天线3绕天线座方位转轴4转动，设置合乎要求的俯仰角，发射天线1沿轨道运动与接收天线3对准，但接收天线3随动于机腹天线罩2，且转台7俯仰环带动接收天线3和机腹天线罩2在俯仰方向0°～90°方向角内扫描，实现方向图的测试。
实施例：某型机腹天线罩进行功率传输效率指标测试时，采用了本方法，具体措施如下；
当俯仰角为0°时，发射天线固定于1位置，接收天线固定于2位置，且接收天线与发射天线对准，控制转台滚环带动机腹天线罩进行360°旋转，间隔1°采集接收天线不带机腹天线罩和带上机腹天线罩后的功率电平；当俯仰角为30°时，发射天线沿导轨运动到1′位置，接收天线通过天线座转动到2′位置，且接收天线与发射天线电轴对准，控制转台滚环带动机腹天线罩进行360°旋转，间隔1°采集接收天线不带机腹天线罩和带上机腹天线罩后的功率电平；如果需要测试接收天线多个俯仰角下的机腹天线罩功率传输效率，只需控制滑轨上的电机和天线座实现发射天线和接收天线的俯仰角设置，然后分别测试不同俯仰角下、将机腹天线罩进行360°旋转，间隔1°采集接收天线不带机腹天线罩和带上机腹天线罩后的功率电平，最后通过公式(1)计算得到机腹天线罩功率传输效率。
式中：
TE－机腹天线罩的传输效率，单位为百分号(％)；
Pr－在带罩情况下，天线接收到的功率电平，单位为分贝(dB)；
Pa－在不带罩情况下，天线接收到的功率电平，单位为分贝(dB)。

Claims (1)

1.一种机腹天线罩电性能测试方法，其特征为所述测试方法包括以下步骤：
步骤一，将发射天线(1)安装在弧形的导轨(12)上，弧形导轨(12)通过导轨支架(11)支撑，将发射天线(1)架高至与接收天线(3)对准；发射天线(1)通过机电系统驱动和控制在导轨(12)上运动，模拟装机状态天线俯仰运动；
步骤二，将机腹天线罩(2)通过机腹天线罩支杆(6)安装在一个具备三自由度的转台(7)上，避免机腹天线罩(2)与转台(7)支臂产生运动干涉；机腹天线罩(2)可随转台(7)一起绕转台滚动转轴(8)转动，模拟装机状态天线方位运动；
步骤三，将接收天线(3)通过天线座(10)安装在天线支杆(9)上；天线支杆(9)固定在地面上，接收天线(3)可绕天线座方位转轴(4)转动，天线座方位转轴(4)与转台方位转轴(5)不重合；
步骤四，测试，分为以下三个方面：
a)测试机腹天线罩功率传输效率：天线座(10)带动接收天线(3)绕天线座方位转轴(4)转动；设置合乎要求的俯仰角；发射天线(1)沿导轨(12)运动与接收天线(3)对准，然后控制转台(7)带动机腹天线罩(2)绕转台滚动转轴(8)转动，且接收天线(3)不随动于机腹天线罩(2)；采集接收天线(3)不带天线罩和带天线罩后的功率电平；进行数据处理，得到机腹天线罩功率传输效率；
b)测试瞄准误差和功率反射：天线座(10)带动接收天线(3)绕天线座方位转轴(4)转动；设置合乎要求的俯仰角；发射天线(1)沿导轨(12)运动与接收天线(3)对准，然后控制转台(7)带动机腹天线罩(2)绕转台滚动转轴(8)转动，且接收天线(3)不随动于机腹天线罩(2)；瞄准误差测试机腹天线罩引起的电轴偏移，功率反射测试机腹天线罩所引起的能量反射；
c)测试方向图：天线座(10)带动接收天线(3)绕天线座方位转轴(4)转动；设置合乎要求的俯仰角，发射天线(1)沿导轨(12)运动与接收天线(3)对准，接收天线(3)随动于机腹天线罩(2)，且转台(7)俯仰环带动接收天线(3)和机腹天线罩(2)在俯仰方向0°～90°方向角内扫描，实现方向图的测试。
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