CN113325202B

CN113325202B - 一种收、发天线电轴对准的调试方法

Info

Publication number: CN113325202B
Application number: CN202110628539.1A
Authority: CN
Inventors: 李传兰; 孟平
Original assignee: AVIC Research Institute Special Structures Aeronautical Composites
Current assignee: AVIC Research Institute Special Structures Aeronautical Composites
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2041-06-04
Also published as: CN113325202A

Abstract

本发明提出了一种收、发天线电轴对准的调试方法，包括：调试时，不需离开转台台体2，通过控制工控一体机14，控制伺服控制器9和实时查看矢量网络分析仪8；通过工控一体机14控制发射天线5移动，并实时查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，移动发射天线5到B位置时，V形差方向图出现零点位置时，停止发射天线5移动；根据发射天线的偏离方向，反向调试小角度定位器3，当u等于u3时，则表明零点移动到O位置；查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，零点就会出现在发射架的O位置，将发射天线5移动至发射架的O位置，完成收、发天线电轴对准。本发明使调试方法非常简单，节省了大量调试时间，提高测试效率，保证调试精度。

Description

一种收、发天线电轴对准的调试方法

技术领域

本发明涉及航空天线罩电磁特性试验的技术领域，尤其是涉及一种收、发天线电轴对准的调试方法。

背景技术

航空天线罩的收、发天线电轴对准的调试对信号接收和发射的质量起到关键作用，然而，其精度却不能令人满意。申请人一直致力于航空天线罩的收、发天线电轴对准的调试改进工作。

例如，申请人当前在研究PL-12导引头天线罩瞄准误差测试时，需要调试收、发天线电轴对准。由于PL-12导引头天线罩尺寸较小，制作天线座电动控制接收天线方向非常困难，一般将接收天线安装到小角度定位器上进行手动微调，但小角度定位器没有标尺定位和数显等量化功能，所以整个调试都是根据经验和感觉结合伺服控制器及矢量网络分析仪进行，且伺服控制器和矢量网络分析距离调试位置较远，调试过程需要多次往返于暗室和测控间，调试方法非常繁琐，调试时间不可控。

申请人当前研究的技术说明如下：

如图1所示，整个PL-12导引头天线罩瞄准误差测试系统分以下三部分：

a)发射端

发射天线5安装在发射架6上，通过伺服控制器9实现控制移动。信号源7产生微波信号，通过发射天线5发射出去。

b)接收机械定位端

接收天线1安装在小角度定位器3上，小角度定位器3安装在测试支杆4上，测试支杆4固定在转台台体2上。微调小角度定位器3，可使接收天线1偏转，从而使瞄准线与位于发射架6的O位置(零点位置)时的发射天线5电轴对准。

c)接收电信号处理端

接收天线1接收微波信号并输入矢量网络分析仪8，矢量网络分析仪8将接收到的信号幅度值显示出来，矢量网络分析仪8测试显示界面可通过测控主机10查看。

电轴对准的判据为：

移动发射天线5在O位置附近移动，则矢量网络分析仪8接收能量图为V形差方向图。如果矢量网络分析仪8在角域内测得的V形差方向图为图2中的曲线11，V形差方向图的零点(即幅度最小点)出现在发射天线5位于O位置处，表示接收天线1与发射天线5电轴对准。当V形差方向图的零点出现在除O位置的其它位置(比如B处)时，矢量网络分析仪8在角域内测得的V形差方向图为图2中的曲线12，表示电轴不对准，需要调试。

申请人当前调试过程如下所述：

首先控制移动发射天线5，查看接收天线1与发射天线5电轴是否对准，如果不对准，查看发射天线5在发射架上的位置，然后手动微调小角度定位器3，调节幅度根据发射天线5在发射架上的位置进行粗略估计确定，然后进测控间操作伺服控制器9，控制移动发射天线5，查看接收天线1与发射天线5电轴是否对准，如果不对准，再进入暗室攀上较高的转台台体2调试小角度定位器3，反复多次，直到电轴对准为止。

上述调试方法相对还存在繁琐，劳动强度大、耗时长，精度低等问题。调试精度还需要进一步改进。

发明内容

为了解决当前研究中的一个或者多个技术问题，本发明提出了：一种收、发天线电轴对准的调试方法。该方法包括以下步骤：

S1，将工控一体机14安装到测试支杆4上面，并通过网线与交换机13相连，同时伺服控制器9和矢量网络分析仪8通过网线与交换机13相连；

S3，当接收天线1和发射天线5的电轴不对准时，假设接收天线1瞄准线对准于发射天线5位于B位置时的电轴，则零点会出现在发射天线位置中的B位置上；

S3，当发射天线位于O位置时，记下矢量网络分析仪8测试的幅值u5；

S4，将工控一体机14设为远程桌面控制，伺服控制器9的控制桌面与矢量网络分析仪8的显示设置界面都可映射到工控一体机14的显示器上，调试时，不需离开转台台体2，通过控制工控一体机14，控制伺服控制器9和实时查看矢量网络分析仪8；

S5，通过工控一体机14控制发射天线5移动，并实时查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，移动发射天线5到B位置时，V形差方向图出现零点位置时，停止发射天线5移动；

S6，根据发射天线的偏离方向，反向调试小角度定位器3，同时实时查看矢量网络分析仪8测得的信号幅值u，当u等于u3(u3＝u5)时，则表明零点移动到O位置；

S7，通过工控一体机14控制发射天线5移动，查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，零点就会出现在发射架的O位置，将发射天线5移动至发射架的O位置，完成收、发天线电轴对准。

在一些示例中，步骤S1中包括：

A，设置发射端步骤；

B，设置接收机械定位端步骤；

C，接收电信号处理端步骤。

在一些示例中，步骤A中包括：

发射天线5安装在发射架6上；

通过伺服控制器9实现控制移动；

信号源7产生微波信号，通过发射天线5发射出去。

在一些示例中，步骤B中包括：

接收天线1安装在小角度定位器3上；

小角度定位器3安装在测试支杆4上，测试支杆4固定在转台台体2上；

微调小角度定位器3，使接收天线1偏转，从而使瞄准线与位于发射架6的零点位置的发射天线5电轴对准；

增加工控一体机14，安装到测试支杆4上，工控一体机14通过网线与交换机13相连。

在一些示例中，步骤C中包括：

矢量网络分析仪8、工控一体机14、伺服控制器9和测控主机10与交换机13相连；

接收天线1接收微波信号并输入矢量网络分析仪8，矢量网络分析仪8将接收到的信号幅度值显示出来；

矢量网络分析仪8测试显示界面通过测控主机10和工控一体机14查看。

在一些示例中，如果接收天线1与发射天线5电轴对准，在发射架6的O位置附近移动发射天线5，通过矢量网络分析仪8可测得第一V形差方向图，当发射天线5移动至B位置时，通过矢量网络分析仪8可测得幅度值为u3；

如果接收天线1瞄准线与发射天线5位于B位置时对准，移动发射天线5在发射架6的B位置附近移动，通过矢量网络分析仪8可测得第二V形差方向图，当发射天线5位于O位置时，通过矢量网络分析仪8测得幅度值为u5；

根据单脉冲接收天线的对称性，可得u3＝u5。

在一些示例中，将工控一体机14安装到转台台体2上，将交换机13安装测控室内，工控一体机14、伺服控制器9和矢量网络分析仪8通过网线与交换机相连；

工控一体机14设置远程桌面控制，同时控制伺服控制器9和矢量网络分析仪8，并实时控制和查看。

在一些示例中，当发射天线5位于O位置时，矢量网络分析仪8测得幅度值为-26dB；

将发射天线5移动到差方向图幅度值最小值处，此时矢量网络分析仪测得幅度值为-45dB；

调试小角度定位器3带动接收天线1偏转，实时查看矢量网络分析.8，直到测得幅度值为-26dB；

通过工控一体机14将发射天线5移动到O处，完成接收天线1和发射天线5的电轴对准。

本发明的优点和有益效果是：

本发明使调试方法非常简单，节省了大量调试时间，提高测试效率，保证调试精度。

本发明可以解决在较高的转台台体2上控制发射天线5移动，不需要进入控制间通过伺服控制器9控制发射天线5移动。发明可实时查看矢量网络分析仪8接收的信号幅度值，并可以根据实时的信号幅度值进行调试，解决调试过程无法实时查看矢量网络分析仪8接收信号状态的问题。

发明可使收发天线电轴调试进行量化，解决调试效率低和劳动强度大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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为一种收、发天线空间位置关系原理框图；

图2零点不同位置测得接收天线差方向示意图；

图3改进的收、发天线空间位置关系原理框图。

其中：1接收天线、2转台台体、3小角度定位器、4测试支杆、5发射天线、6发射架、7信号源、8矢量网络分析仪、9伺服控制器、10测控主机；

11零点位于O位置时测得的接收天线差方向图；

12零点位于B位置时测得的接收天线差方向图；

13交换机、14工控一体机。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1为一种收、发天线空间位置关系原理框图；图2零点不同位置测得接收天线差方向示意图；图3改进的收、发天线空间位置关系原理框图。

在一些实施例中，如图1所示，提出了一种PL-12导引头天线罩收、发天线电轴对准的调试方法，将收、发天线空间位置关系原理框图。另外，在图1的基础上又进行了改进，改进的原理框图如图3所示，在原有框图中增加了交换机13和工控一体机14，测试系统分以下三部分：

d)发射端

e)接收机械定位端

f)接收电信号处理端

矢量网络分析仪8、工控一体机14、伺服控制器9和测控主机10与交换机13相连。

接收天线1接收微波信号并输入矢量网络分析仪8，矢量网络分析仪8将接收到的信号幅度值显示出来，矢量网络分析仪8测试显示界面可通过测控主机10和工控一体机14查看。

参考图3，收、发天线空间位置关系调试原理如下所示：

如果接收天线1与发射天线5电轴对准，在发射架6的O位置附近移动发射天线5，通过矢量网络分析仪8可测得图2中的V形差方向图11，当发射天线5移动至B位置时，通过矢量网络分析仪8可测得幅度值为u3。

如果接收天线1瞄准线与发射天线5位于B位置时对准，移动发射天线5在发射架6的B位置附近移动，通过矢量网络分析仪8可测得图2中的V形差方向图12，当发射天线5位于O位置时，通过矢量网络分析仪8测得幅度值为u5。

由图2所示，根据单脉冲接收天线的对称性，可得u3＝u5。

因此，根据调试原理和局域网控制技术，发明以下调试方法(结合图2和图3进行说明)：

(1)将工控一体机14安装到测试支杆4上面，并通过网线与交换机13相连，同时伺服控制器9和矢量网络分析仪8通过网线与交换机13相连，这样，工控一体机14、伺服控制器9、矢量网络分析仪8和交换机13就构成了一个局域网系统。

(2)当收、发天线电轴不对准时，假设接收天线1瞄准线(即电轴)对准于发射天线5位于B位置时的电轴，则零点会出现在图2所示的B位置上；

(3)当发射天线位于O位置时，记下矢量网络分析仪8测试的幅值u5；

(4)将工控一体机14设为远程桌面控制，伺服控制器9的控制桌面与矢量网络分析仪8的显示设置界面都可映射到工控一体机14的显示器上，调试时，不需离开转台台体2，通过控制工控一体机14，就可控制伺服控制器9和实时查看矢量网络分析仪8；

(5)通过工控一体机14控制发射天线5移动，并实时查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，当发射天线5移动到B位置时，V形差方向图会出现“零点”，停止发射天线5移动；

(6)根据发射天线的偏离方向，反向调试小角度定位器3，同时实时查看矢量网络分析仪8测得的信号幅值u，当u等于u3(u3＝u5)时，则表明零点移动到O位置；

(7)通过工控一体机14控制发射天线5移动，查看矢量网络分析仪8测得的V形差方向图，“零点”就会出现在发射架的O位置，如图2曲线11，将发射天线5移动至发射架的O位置，即可完成收、发天线电轴对准。

某型PL-12导引头天线罩测试时，收、发天线电轴对准调试采用了本方法，实施过程如下：

(1)PL-12导引头天线罩测试系统收、发天线空间位置关系原理框图如图3所示。

(2)将10.4寸伯疆智纯工控一体机安装到测试转台上，交换机安装测控室内，工控一体机、伺服控制器和矢量网络分析仪通过网线与交换机相连；

(3)工控一体机设置远程桌面控制，同时控制伺服控制器和矢量网络分析仪，并实时控制和查看；

(4)图3中，当发射天线5位于O位置时，矢量网络分析仪8测得幅度值为-26dB；

(5)将发射天线5移动到差方向图幅度值最小值处，此时矢量网络分析仪测得幅度值为-45dB；

(6)调试小角度定位器3带动接收天线1偏转，实时查看矢量网络分析仪，直到测得幅度值为-26dB；

(7)通过工控一体机将发射天线5移动到O处，完成收、发天线电轴对准。

本发明创新设计了：在袈高转台上远距离控制伺服控制器和矢量网络分析仪的方法；PL-12导引头天线罩电性能测试收、发天线电轴调试的方法。

本发明使收、发天线电轴的调试变的简单，每年生产大约600多枚PL-12导引头天线罩，每天需要调试电轴平均3次，通过该发明，调试一次可节省时间40分钟，由于任务繁重，常年加班，以每年最少280工作日计算，则每年大约节省70个工作日，节省了大量调试时间，极大地提高了测试效率。通过差方向图非零点进行量化调整，避免了零点信号能量过低产生的扰动，从而提高了调试精度。具体技术效果的对比如下面表1所示：

表1：使用本发明前后效果对比

优化的实施方式可以解决：现有PL-12导引头天线罩收、发天线电轴对准调试方法完全凭借操作人员经验和感觉进行反复调试，操作人员也要从较高的转台台体和测控间之间往返多次，直到电轴对准为止，劳动强度大，时间不可控，耗时长，调试幅度无法量化，精度低等问题，功效极佳。

需要说明的是，本发明中的一些参数的选取非常关键，其对后期调整精度的影响非常大，这些参数均是在大量实验基础上得到的优化数据。

需要说明的是上述参数对结果精度造成非常大的影响，本实施例的各项参数都是基于大量实验做出的最佳选择。

需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式，本领域的技术人员可以按实际需要将上述的操作步骤的顺序进行灵活调整，或者将上述步骤进行灵活组合等操作。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种收、发天线电轴对准的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2，当接收天线1和发射天线5的电轴不对准时，假设接收天线1瞄准线对准于发射天线5位于B位置时的电轴，则零点会出现在发射天线位置中的B位置上；

S6，根据发射天线的偏离方向，反向调试小角度定位器3，同时实时查看矢量网络分析仪8测得的信号幅值u，当u等于u3时，则表明零点移动到O位置；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中包括：

A，设置发射端步骤；

B，设置接收机械定位端步骤；

C，接收电信号处理端步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A中包括：

发射天线5安装在发射架6上；

通过伺服控制器9实现控制移动；

信号源7产生微波信号，通过发射天线5发射出去。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B中包括：

接收天线1安装在小角度定位器3上；

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果接收天线1与发射天线5电轴对准，在发射架6的O位置附近移动发射天线5，通过矢量网络分析仪8可测得第一V形差方向图，当发射天线5移动至B位置时，通过矢量网络分析仪8可测得幅度值为u3；

根据单脉冲接收天线的对称性，可得u3＝u5。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将交换机13安装测控室内，工控一体机14、伺服控制器9和矢量网络分析仪8通过网线与交换机相连；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

当发射天线5位于O位置时，矢量网络分析仪8测得幅度值为-26dB；

调试小角度定位器3带动接收天线1偏转，实时查看矢量网络分析8，直到测得幅度值为-26dB；