CN110007158B - 天线测试装置与天线动态测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线测试装置与天线动态测试平台，涉及天线测试技术领域，该装置包括模拟平台和托架；该托架包括依次连接的水平轴、托臂和支撑柱；该水平轴横穿该模拟平台中心，并与该模拟平台转动连接；该托臂与支撑柱通过万向节连接；该模拟平台用于搭载待测试天线，并模拟该待测试天线的姿态。本发明实施例提供的一种天线测试装置与天线动态测试平台，可以对天线进行全方位姿态模拟测试，增加了天线动态性能测试的便利性。

Description

天线测试装置与天线动态测试平台

技术领域

本发明涉及天线测试技术领域，尤其是涉及一种天线测试装置与天线动态测试平台。

背景技术

对于不同用途的天线的性能测试，往往需要不同的测试环境，例如，反射面天线一般吊装及重力卸载，螺旋天线一般固定安装，相控阵天线一般使用摇摆台、预先设定扫描轨迹。

对于卫星中继天线，在对其进行动态性能测试时，通常需要对其进行全方位动态模拟，包括模拟其平台运动、空间滚动以及俯仰姿态等多种情况。但是，对于现有的天线测试平台——吊装和固定安装无法模拟平台运动；摇摆台可模拟平台运动，但难以模拟滚动，且对于全方位安装的共形天线有一定安装限制，同时还需要提前告知运动模型、预设扫描轨迹，或者额外增加惯性组件配合测试。因此，现有的天线测试装置无法满足卫星中继天线的动态性能测试需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种天线测试装置与天线动态测试平台，可以对天线进行全方位姿态模拟测试，增加天线动态性能测试的便利性。

第一方面，本发明实施例提供了一种天线测试装置，包括：模拟平台和托架；该托架包括依次连接的水平轴、托臂和支撑柱；该水平轴横穿该模拟平台中心，并与该模拟平台转动连接；该托臂与支撑柱通过万向节连接；该模拟平台用于搭载待测试天线，并模拟该待测试天线的姿态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在该水平轴的任一端或两端设置有第一手把件。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该模拟平台为圆柱体，且待测试天线环绕在该模拟平台的圆柱面。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，在该模拟平台的顶面或底面还设置有第二手把件。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该装置还包括底座，支撑柱与底座相连。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在该底座上还内嵌有水平仪。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在该底座的底部还设置有多个可调节支撑脚。

第二方面，本发明实施例还提供了一种天线动态测试平台，包括工控机、滚动角触控开关组、航向角触控开关组，以及上述第一方面及其可能的实施方式之一提供的天线测试装置；该滚动角触控开关组包括至少一个滚动角触点和滚动角开关；该航向角触控开关组包括至少一个航向角触点和航向角开关；该滚动角开关和该航向角开关分别与该工控机电连接；当该模拟平台绕该水平轴滚动到预设滚动角时，该滚动角触点触发该滚动角开关；当该模拟平台绕该支撑柱水平旋转到预设航向角时，该航向角触点触发该航向角开关；该工控机用于在接收到该滚动角开关和/或该航向角开关被触发的信号时，向该待测试天线发送天线波束切换指令以使该待测试天线按切换后的配置参数工作。

结合第二方面，本发明实施例还提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该滚动角触点设置在该模拟平台上，该滚动角开关设置在托臂上端面；该航向角触点设置在托臂下端面。

结合第二方面，本发明实施例还提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，该滚动角开关和航向角开关为弹片触点开关。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种天线测试装置与天线动态测试平台，该装置包括模拟平台和托架；该托架包括依次连接的水平轴、托臂和支撑柱；该水平轴横穿该模拟平台中心，并与该模拟平台转动连接；该托臂与支撑柱通过万向节连接；该模拟平台用于搭载待测试天线，并模拟该待测试天线的姿态。本发明实施例提供的天线测试装置可以对天线进行全方位姿态模拟测试，增加天线动态性能测试的便利性。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种中继天线试验环境示意图；

图2为本发明实施例提供的一种天线测试装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种天线测试装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种天线俯仰角调整的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种天线动态测试平台的结构示意图。

图标：10-模拟平台；20-托架；30-待测试天线；201-水平轴；202-托臂；203-支撑柱；204-第一手把件；205-第二手把件；206-底座；207-可调节支撑脚；208-水平仪；601-滚动角触点；602-滚动角开关；603-航向角触点；604-航向角开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

中继卫星被称为“卫星的卫星”，可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务，极大提高各类卫星使用效益和应急能力，能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传，为应对重大自然灾害赢得更多预警时间。中继天线中的某一类为全方位安装的共形天线，在对其进行动态性能测试时，通常需要对其进行全方位动态模拟，包括模拟其平台运动、空间滚动以及俯仰姿态等多种情况。

参见图1，为其中一种中继天线试验环境示意图，其中，地面站、中继卫星和中继终端之间共同构成一个通信链路，地面站通常为固定设置，中继终端可以移动，并通过中继卫星接收从地面站发送的信息，同时也通过中继卫星向地面站返回信息。在中继终端，包含有中继天线，这里，由于中继天线中的某一类为全方位安装的共形天线，对于这类中继天线的测试需要模拟其全方位姿态。然而，目前的天线测试装置尚无法满足试验要求。

基于此，本发明实施例提供的一种天线测试装置与天线动态测试平台，可以对天线进行全方位姿态模拟测试，增加天线动态性能测试的便利性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种天线测试装置进行详细介绍。

实施例一：

参见图2，为本发明实施例提供的一种天线测试装置的结构示意图，由图2可见，该天线测试装置整体上包括模拟平台10和托架20两个部分。其中，托架20又包括依次相连的水平轴201、托臂202和支撑柱203。这里，水平轴201横穿过模拟平台10的中心轴，并且与模拟平台10转动连接，模拟平台10可以绕水平轴201转动。为了防止模拟平台10在水平轴201上的滑动，可以在模拟平台10两侧的水平轴201上设置限位卡扣，将模拟平台10的滑动限制在卡扣限定范围内。

另外，托臂202分别与水平轴201和支撑柱203相连，在其中一种实施方式中，托臂202与水平轴201是固定连接，可以是焊接、螺接等形式；在另一种实施方式中，托臂202与水平轴201为可拆卸连接。

在该天线测试装置中，托臂202与支撑柱203通过万向节连接，这样，托臂202与支撑柱203之间可以任意方向调节转动。通常，支撑柱203可以固定铅垂向设置，这样，托臂202相对支撑柱203可以做水平向的旋转，也可以竖直向的旋转。由于托臂202与水平轴201以及模拟平台10构成一个局部整体，这样，当托臂202相对支撑柱203转动时，整个模拟平台10亦进行相应的转动，如此，就实现了模拟平台10的水平面转动以及空间俯仰角度变化。

在进行天线测试操作时，模拟平台10用于搭载待测试天线30，并模拟待测试天线30的姿态。也即，当天线测试姿态需要调整时，只需要调整模拟平台10，使该模拟平台10处于需要测试的姿态，相应的，搭载在该模拟平台10上的待测试天线30也具有相同的姿态。

在其中一种实施方式中，该模拟平台10为圆柱体形状，其材质可以是塑料、木材等等，为了模拟平台10更加轻便，可以将模拟平台10设计为空心。这样，水平轴201穿过该圆柱形模拟平台10的轴心轴，该模拟平台10可以绕该水平轴201滚动。在本实施例中，待测试天线30环绕于该模拟平台10的圆柱面上进行模拟测试，这里，圆柱状的模拟平台10的半径大小可以根据待测试天线30的长度进行设置，以使得将待测试天线30可以环绕该模拟平台10一圈而不需重叠。

在另一种实施方式中，该模拟平台10也可以是环状或其他形状，用于支撑搭载待测试天线30。

在图2所示的实施方式中，托臂202的形状为凹槽型，其材质可以是铝、木材、钢等等。在其他可能的实施方式中，该托臂202的形状可以是“Y”型、“V”型或“U”型等等。

对于本实施例提供的天线测试装置，在对天线进行测试时，将天线搭载在模拟平台10上，并固定支撑柱203，使支撑柱203保持铅垂方向；当需要调整天线的滚动角时，可以通过滚动模拟平台10实现，模拟平台10搭载天线绕水平轴201实现滚动，这里，可以是滚动一定角度，也可以是以一定速度进行动态滚动；当需要调整天线的航向角时，可以通过水平转动托臂202，这样，托臂202带动模拟平台10进行水平方向的旋转，实现天线航向角的变化，这里，可以是改变天线某个角度的航向角，也可以以一定的速度进行水平转动，例如1度/秒，以进行航向角动态变化测试；另外，若要改变天线的俯仰角，则可以通过垂向转动托臂202，这样，托臂202带动模拟平台10进行垂向旋转，实现天线俯仰角度的变化，这里，俯仰角的变化可以是固定角度调整，也可以是以一定速度动态变化。如此，该天线测试装置即实现了对天线的滚动、水平转动以及俯仰角调整的变化，实现全方位姿态模拟，满足中继天线的姿态测试要求。

本发明实施例提供的一种天线测试装置，该装置包括模拟平台和托架；该托架包括依次连接的水平轴、托臂和支撑柱；该水平轴横穿该模拟平台中心，并与该模拟平台转动连接；该托臂与支撑柱通过万向节连接；该模拟平台用于搭载待测试天线，并模拟该待测试天线的姿态；可以对天线进行全方位姿态模拟测试，增加天线动态性能测试的便利性。

实施例二：

为了更好固定上述实施例一中的天线测试装置，在图2所示的装置基础上，还添加了底座206，参见图3，为另一种天线测试装置的结构示意图，由图3可见，该天线测试装置包括模拟平台10、托架20和底座206；该托架20包括依次连接的水平轴201、托臂202和支撑柱203；该水平轴201横穿该模拟平台10中心，并与该模拟平台10转动连接。这里，支撑柱203与底座206相互连接，其中，底座206与支撑柱203之间可以是固定连接，例如焊接或螺接。

在本实施例中，上述底座206还包括多个可调节支撑脚207，这里，可调节支撑脚207的数目可以是三个、四个或其他数目，并且均匀设置在底座206下方，使底座206可以与地面接触稳固。可调节支撑脚207以可拆卸的方式连接在底座206上，方便拆卸，也可以是固定连接在底座206上。在其中一种实施方式中，可调节支撑脚207为螺纹旋进式，在底座206上设置有与该可调节支撑脚207的螺纹相匹配的内螺纹，这样，可以通过调节支撑脚使得平台保持水平，可以适应不平整的地形，增强该天线测试装置的环境适应性。

通常情况下，底座206设置为水平，为了更方便底座206的水平摆放，在该底座206上还内嵌有水平仪208，该水平仪208为单气泡型水平仪208，可以通过观测气泡是否居中来衡量底座206是否位于水平，具体调节过程中，可以通过调节各个支撑脚来实现底座206的水平设置。

为了更方便改变模拟平台10的航向角，在其中一种实施方式中，增加了第一手把件204，该第一手把件204设置在水平轴201的一端或两端。另外，为了更好的实现模拟平台10的滚动，在模拟平台10的任一侧面，例如底面或顶面设置了第二手把件205。这里，第二手把件205设置于底面或顶面的边缘位置。其中，第一手把件204与第二手把件205可以是固定设置、也可以是可拆卸设置，其材质可以是木质、塑料或钢等等。参见图4，为一种天线俯仰角调整的示意图，在实际操作中，可以人工通过握住手把件更好施力，以调整模拟平台10的姿态，实现模拟平台10的滚动、水平转动和垂向转动，从而调整天线的滚动角、航向角和俯仰角，实现对天线全方位姿态的调整。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种天线动态测试平台，参见图5，为该天线动态测试平台的一种结构示意图，由图5可见，该测试平台包括工控机、滚动角触控开关组、航向角触控开关组，以及上述实施例一、实施例二及其可能的实施方式之一提供的天线测试装置。

在该天线动态测试平台中，滚动角触控开关组包括至少一个滚动角触点601和滚动角开关602；航向角触控开关组包括至少一个航向角触点603和航向角开关604；并且，该滚动角开关602和该航向角开关604分别与工控机电连接。

在实际操作中，当该模拟平台10绕水平轴201滚动到预设滚动角时，该滚动角触点601触发该滚动角开关602；当该模拟平台10绕该支撑柱203水平旋转到预设航向角时，该航向角触点603触发该航向角开关604。

这里，工控机用于在接收到该滚动角开关602和/或该航向角开关604被触发的信号时，向该待测试天线30发送天线波束切换指令以使该待测试天线30按切换后的配置参数工作。通常，配置参数包括发射波束、接收波束、功放和低噪放。

在其中一种可能的实施方式中，滚动角触点601设置在该模拟平台10上，该滚动角开关602设置在托臂202上端面；并且，航向角触点603设置在托臂202下端面，航向角开关604设置在底座206上。这里，当天线在姿态变化时，各个触点与其对应的开关之间的最小距离需要满足可以触发。这样，当待测试天线30绕水平轴201滚动时，其上的滚动角触点601在滚动到对应的滚动角开关602位置时，触发该滚动角开关602，产生脉冲信号并传输给工控机。同理，当待测试天线30绕支撑柱203水平向转动到航向角开关604位置时，触发该航向角开关604，产生相应的脉冲信号并传输给工控机。在至少一种可能的实施方式中，该滚动角开关602和航向角开关604为弹片触点开关，在一次触发之后，开关重新恢复到原来状态。

在本实施例中，航向角转动时的天线波束切换利用触点开关确定切换时机。在天线测试装置的底座206上安装一个触点开关，在托架20上安装一个触点，如图5所示。当航向角转动至试验设计的航向角切换角度时，开关接通并产生脉冲信号。这里，触点开关安装有弹簧，航向角转过之后，开关恢复到原来的状态，因此开关接通时间很短，产生了脉冲信号。

并且，滚动角转动时的天线波束切换也利用触点开关确定切换时机。在天线测试装置的托臂202上安装有两个触点开关，在模拟平台10上不同切换角度处安装两个触点，如图5所示。当模拟平台10旋转至试验设计的滚动角切换角度处时，开关接通并产生脉冲信号。

以中继天线的测试为例，具体的，天线波束切换的实现步骤如下：

1)每次航向角或滚动角转动开始之前，试验用的工控机向中继天线发出指令，配置当前使用的发射波束、接收波束、功放、低噪放；

2)工控机预先准备切换指令，该指令配置切换后使用的发射波束、接收波束、功放、低噪放；

3)航向角或滚动角开始转动，转到切换角度时触点开关产生脉冲信号；

4)脉冲信号传送至工控机，工控机立即向中继天线发送步骤2中预先准备的切换指令，配置切换后使用的发射波束、接收波束、功放、低噪放。

本发明实施例提供的天线动态测试平台，与上述实施例提供的天线测试装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的天线动态测试平台，其实现原理及产生的技术效果和前述天线测试装置实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述天线测试装置实施例中相应内容。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种天线测试装置，其特征在于，包括：模拟平台和托架；所述托架包括依次连接的水平轴、托臂和支撑柱；所述模拟平台为圆柱体，且所述待测试天线环绕在所述模拟平台的圆柱面；

所述水平轴横穿所述模拟平台中心，并与所述模拟平台转动连接；

所述托臂与所述支撑柱通过万向节连接；

所述模拟平台用于搭载待测试天线，并模拟所述待测试天线的姿态。

2.根据权利要求1所述的天线测试装置，其特征在于，在所述水平轴的任一端或两端设置有第一手把件。

3.根据权利要求1所述的天线测试装置，其特征在于，在所述模拟平台的顶面或底面还设置有第二手把件。

4.根据权利要求1所述的天线测试装置，其特征在于，还包括底座，所述支撑柱与所述底座相连。

5.根据权利要求4所述的天线测试装置，其特征在于，在所述底座上还内嵌有水平仪。

6.根据权利要求5所述的天线测试装置，其特征在于，在所述底座的底部还设置有多个可调节支撑脚。

7.一种天线动态测试平台，其特征在于，包括工控机、滚动角触控开关组、航向角触控开关组，以及权利要求1-6任一项所述的天线测试装置；

所述滚动角触控开关组包括至少一个滚动角触点和滚动角开关；所述航向角触控开关组包括至少一个航向角触点和航向角开关；

所述滚动角开关和所述航向角开关分别与所述工控机电连接；

当所述模拟平台绕所述水平轴滚动到预设滚动角时，所述滚动角触点触发所述滚动角开关；

当所述模拟平台绕所述支撑柱水平旋转到预设航向角时，所述航向角触点触发所述航向角开关；

所述工控机用于在接收到所述滚动角开关和/或所述航向角开关被触发的信号时，向所述待测试天线发送天线波束切换指令以使所述待测试天线按切换后的配置参数工作。

8.根据权利要求7所述的天线动态测试平台，其特征在于，所述滚动角触点设置在所述模拟平台上，所述滚动角开关设置在所述托臂上端面；所述航向角触点设置在所述托臂下端面。

9.根据权利要求7所述的天线动态测试平台，其特征在于，所述滚动角开关和所述航向角开关为弹片触点开关。

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