CN113504419B - 一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，包括安装平台、传动装置、第一托板、第二托板、吸收体以及指示天线，所述传动装置横向安装在安装平台上，第一托板设置在传动装置上，第一托板用于固定阵列天线，由传动装置带动阵列天线中的待测单元依次与指示天线对齐，进行相位测试；第二托板设置于安装平台上，能够沿安装平台纵向移动，用于固定安装指示天线，指示天线与阵列天线处于同一水平面，并保持待测单元和指示天线测试要求的距离；所述吸收体设置在指示天线与待测单元两侧，覆盖阵列天线的非测试部分。本发明能够提高测试置信度，满足不同尺寸规格天线的精确测量，可实现同类不同尺寸规格阵列天线的安装效率和测试效率。

Description

一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具

技术领域

本发明涉及相位测试领域，特别涉及一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具。

背景技术

天线是无线设备发射和接收无线电信号必不可少的设备，它的优劣直接影响设备性能的好坏，对天线性能的测试有着重要的意义，随着天线产品不断往阵列化方向发展，各单元之间相位一致性的要求也越来越高，天线相位测试原理主要是通过指示天线与待测天线单元进行相位测试，其中各待测天线单元与指示天线的相位差保持在要求的范围内。

传统的阵列天线是由多个单元天线组合形成，各单元天线可以单独测试，其相位一致性测试是在微波暗室中，并且阵列天线的每一个待测单元天线和指示天线之间满足远场测试条件，待测单元天线架设在相位中心的转台转轴上，依次测试各单元天线的相位指标，最终得到各个频段范围的相位一致性指标，其测试设备主要包括了指示天线、极化转台、矢量网络测试仪器等。

但是，面对一体化金属槽缝阵列天线，如图1所示，由结构功能一体化的馈电板和馈电电缆组成，按照相位测试原理，待测单元即为相邻两个完整脊的1/2和对应的电缆，目前，尚无对应的相位测试装置，仅通过馈电电缆的相位一致性来间接保证天线的相位一致性，但是天线馈电板各单元的尺寸对相位一致性也会有影响，所以现有条件无法满足一体化金属槽缝阵列天线的相位测试。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种用于一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，该测试治具一方面根据待测单元的特点设计指示天线和测试治具的结构形式，包括待测单元和指示天线的摆放方式，泡沫吸收体的安装位置和安装方式等，同时能够将微波暗室和天线远场测试系统集成到测试治具上。另一方面，通过高性能直流力矩电机及高精度传动装置，实现馈电板各待测单元的自动测试，控制各待测单元与指示天线的精确对位，提高测试效率和测试精度，同时可以改变待测单元和指示天线的相对距离以及安装托板，实现不同尺寸的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试。

本发明采用的技术方案如下：一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，包括安装平台、传动装置、第一托板、第二托板、吸收体以及指示天线，所述传动装置横向安装在安装平台上，第一托板设置在传动装置上，第一托板用于固定一体化金属槽缝阵列天线，由传动装置带动第一托板上的一体化金属槽缝阵列天线横向移动使得一体化金属槽缝阵列天线中的待测单元依次与指示天线对齐，进行相位测试；第二托板设置于安装平台上，能够沿安装平台纵向移动，用于固定安装指示天线，指示天线与一体化金属槽缝阵列天线处于同一水平面，并保持待测单元和指示天线测试要求的距离；所述吸收体设置在指示天线与待测单元两侧，覆盖阵列天线的非测试部分。

进一步的，所述吸收体包括第一吸收体、第二吸收体、第三吸收体及第四吸收体，其中第一吸收体、第二吸收体设置于阵列天线背面，粘接在安装平台上，第一吸收体与第二吸收体之间具有一定间隙，间隙宽度与待测单元、指示天线宽度相同，使得待测单元与指示天线位于间隙处；第三吸收体、第四吸收体固定在吸收体安装夹具上，第三吸收体、第四吸收体之间具有与阵列天线背面吸收体相同宽度的间隙，由吸收体安装夹具控制是否加载吸收体，在加载时，第三吸收体、第四吸收体覆盖在阵列天线正面，第三吸收体、第四吸收体与第一吸收体、第二吸收体的间隙重合，使得待测单元与指示天线位于间隙中。

进一步的，所述吸收体安装夹具由结构板与铰链构成，结构板通过铰链连接在第二托板上，第三吸收体与第四吸收体固定在结构板上。

进一步的，所述传动装置由直流力矩电机、减速装置、丝杆、导向轴以及限位装置组成，第一托板设置上，由直流力矩电机、减速装置结合丝杆带动第一托板在导向轴上移动；所述限位装置设置在导向轴两端。

进一步的，所述第一托板上设有定位装置，用于一体化金属槽缝阵列天线安装时的定位。

进一步的，所述吸收体为软质泡沫吸收材料。

进一步的，所述安装平台上设有纵向导轨，第二托板安装在纵向导轨上，通过手动调整第一托板与第二托板的距离。

进一步的，还包括纵向设置在安装平台的第二传动装置，第二托板安装在第二传动装置上，由第二传动装置控制第二托板纵向移动；所述第二传动装置与传动装置组成相同。

进一步的，所述治具中的结构件包括安装平台、吸收体安装夹具、第一托板、第二托板采用非金属材料制成，传动装置采用非金属元件构成。

进一步的，所述非金属材料包括环氧玻璃布、聚四氟乙烯、尼龙；所述非金属元件包括陶瓷轴承、尼龙螺钉。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

(1)高仿真性。由于环氧玻璃布板、聚四氟乙烯、尼龙螺钉等非金属材料对电磁波的反射作用小，所以用这类材料构成的装置非常适合运用在天线测试领域，同时通过加载吸收体，用4件吸收体减小指示天线的散射，从而降低指示天线与待测天线间的来回反射，提高测试置信度。

(2)精确性。严格的结构设计保证对相位中心对位十分精确，使安装在治具上的待测单元和指示天线始终保持口面对齐，在实际运行中，口面对齐尺寸偏差在±0.05mm，同时可以实现待测单元和指示天线之间的距离可调，满足不同尺寸规格天线的精确测量。

(3)高效率。提供的安装平台包括用于与安装板连接以适配安装不同尺寸天线的托板转接，可实现同类不同尺寸规格阵列天线的快速安装，使所述安装平台可适配更多天线的同时，进一步地提高了安装效率和测试效率。

附图说明

图1为一体化金属槽缝阵列天线示意图。

图2为阵列天线测试原理框图。

图3为一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具示意图。

图4为吸收体加载示意图。

图5为一实施例中一体化金属槽缝阵列天线的相位测试示意图。

图6为另一实施例中一体化金属槽缝阵列天线的相位测试示意图。

附图标记：1-一体化金属槽缝阵列天线，2-指示天线，3-安装平台，4-吸收体安装夹具，5-吸收体，6-定位装置，7-第一减速装置，8-第一限位装置，9-第一传动装置，10-第二减速装置，11-第二传动装置，12-第二托板，13-第二限位装置，14-第一托板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图2所示为阵列天线的测试原理图，待测单元和指示天线分别通过对应的测试电缆与矢量网络分析仪的端口连接，通过矢量网络分析仪完成相位测试。

如图3所示，为一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具示意图，其包括安装平台、传动装置、第一托板、第二托板、吸收体以及指示天线，所述传动装置横向安装在安装平台上，第一托板设置在传动装置上，第一托板用于固定一体化金属槽缝阵列天线，由传动装置带动第一托板上的一体化金属槽缝阵列天线横向移动使得一体化金属槽缝阵列天线中的待测单元依次与指示天线对齐，进行相位测试；第二托板设置于安装平台上，能够沿安装平台纵向移动，用于固定安装指示天线，指示天线与一体化金属槽缝阵列天线处于同一水平面；所述吸收体设置在指示天线与待测单元两侧，覆盖阵列天线的非测试部分。第二托板在纵向上的移动可通过安装在安装平台上的固定纵向导轨或者第二传动装置实现。

其安装平台完全由环氧玻璃布板精密加工而成，无任何金属部件，该安装平台作为基体起到了支撑作用，使得保持待测单元和指示天线在同一水平面。传动装置能够实现单个方向上位移，同时保证待测单元和指示天线之间口面对齐的同时保留一定距离，满足测试要求的基础上实现自动测试。一体化金属槽缝阵列天线可由传动装置带动在横向上移动指定距离，保证待测单元和指示天线之间口面对齐，对位精度±0.05mm，各待测单元依次自动测量，并可以根据不同测试天线进行调整。指示天线在Y方向上移动指定距离，保证待测单元和指示天线之间口面对齐的同时保留要求的测试距离，尺寸精度±0.05mm，并可以根据不同测试天线进行调整。

具体的，如图4、图5、图6所示，所述相位测试治具包括第一吸收体、第二吸收体、第三吸收体、第四吸收体共四块吸收体，其中第一吸收体、第二吸收体设置于阵列天线背面，粘接在安装平台上，第一吸收体与第二吸收体之间具有一定间隙，间隙宽度与待测单元、指示天线宽度相同，使得待测单元与指示天线位于间隙处；第三吸收体、第四吸收体固定在吸收体安装夹具上，第三吸收体、第四吸收体之间具有与阵列天线背面吸收体相同宽度的间隙，由吸收体安装夹具控制是否加载吸收体，在加载时，第三吸收体、第四吸收体覆盖在阵列天线正面，第三吸收体、第四吸收体与第一吸收体、第二吸收体的间隙重合，使得待测单元与指示天线位于间隙中。吸收体为软质泡沫吸收材料，安装在待测天线和指示天线两侧的正、反面，覆盖阵列天线的非测试部分，能够消除不必要的反射干扰。

优选的，所述吸收体安装夹具由结构板与铰链构成，结构板通过铰链连接在第二托板上，第三吸收体与第四吸收体固定在结构板上。

优选的，所述传动装置由直流力矩电机、减速装置、丝杆、导向轴以及限位装置组成，第一托板设置上，由直流力矩电机、减速装置结合丝杆带动第一托板在导向轴上移动；所述限位装置设置在导向轴两端。

优选的，所述第一托板上设有定位装置，用于一体化金属槽缝阵列天线安装时的定位。

优选的，所述治具中的结构件（结构件包括安装平台、吸收体安装夹具、第一托板、第二托板等）采用非金属材料制成，传动部件（传动装置的陶瓷轴承、紧固螺钉等）采用非金属元件构成。

优选的，所述非金属材料包括环氧玻璃布、聚四氟乙烯、尼龙；所述非金属元件包括陶瓷轴承、尼龙螺钉。

实施例1

如图5所示，本实施例提供一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试冶具，包括一体化金属槽缝阵列天线1、安装平台3、传动装置9、第一托板14、第二托板12、吸收体5以及指示天线2，所述传动装置9横向安装在安装平台3上，第一托板14设置在传动装置9上，第一托板14用于固定一体化金属槽缝阵列天线1，由传动装置9带动第一托板14上的一体化金属槽缝阵列天线1横向移动使得一体化金属槽缝阵列天线1中的待测单元依次与指示天线2对齐，进行相位测试；

在本实施例中，第二托板12安装在第二传动装置11上，第二传动装置11纵向设置于安装平台3上，指示天线2安装在第二托板上，由第二传动装置11自动控制指示天线2在纵向上移动，调整指示天线与待测单元的距离。在第一传动装置9与第二传动装置11末端分别设有第一限位装置8、第二限位装置13。

测试时，先选择对应尺寸的第一托板14和定位装置6进行安装，固定并保持一体化金属槽缝阵列天线1，同时选择对应的指示天线2安装到第二托板12上，找正原点，通过第二传动装置11和第二高精度减速装置10调整阵列天线1和指示天线2的口面距离为20mm，使用吸收体安装夹具4加载吸收体5，通过传动装置9和第一高精度减速装置7依次保证阵列天线1中各待测单元和指示天线2的口面对齐，开始测试。

实施例2

如图6所示，本实施例提供一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试冶具，包括一体化金属槽缝阵列天线1、安装平台3、传动装置9、第一托板14、第二托板12、吸收体5以及指示天线2，所述传动装置9横向安装在安装平台3上，第一托板14设置在传动装置9上，第一托板14用于固定一体化金属槽缝阵列天线1，由传动装置9带动第一托板14上的一体化金属槽缝阵列天线1横向移动使得一体化金属槽缝阵列天线1中的待测单元依次与指示天线2对齐，进行相位测试；

在本实施例中，第二托板12安装在固定导轨上，固定导轨纵向设置于安装平台3上，指示天线2安装在第二托板上。

测试时，先选择对应尺寸的第一托板14和定位装置6进行安装，固定并保持一体化金属槽缝阵列天线1，同时选择对应的指示天线2安装到第二托板12上，通过安装平台3上的固定导轨，手动调整指示天线2和阵列天线1的口面距离为20mm，找正原点，使用吸收体安装夹具4加载吸收体5，通过传动装置9和第一高精度减速装置7依次保证阵列天线1中各待测单元和指示天线2的口面对齐，开始测试。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (9)

1.一种一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，包括安装平台、传动装置、第一托板、第二托板、吸收体以及指示天线，所述传动装置横向安装在安装平台上，第一托板设置在传动装置上，第一托板用于固定一体化金属槽缝阵列天线，由传动装置带动第一托板上的一体化金属槽缝阵列天线横向移动使得一体化金属槽缝阵列天线中的待测单元依次与指示天线对齐，进行相位测试；第二托板设置于安装平台上，能够沿安装平台纵向移动，用于固定安装指示天线，指示天线与一体化金属槽缝阵列天线处于同一水平面，并保持待测单元和指示天线测试要求的距离；所述吸收体设置在指示天线与待测单元两侧，覆盖阵列天线的非测试部分；

所述吸收体包括第一吸收体、第二吸收体、第三吸收体及第四吸收体，其中第一吸收体、第二吸收体设置于阵列天线背面，粘接在安装平台上，第一吸收体与第二吸收体之间具有一定间隙，间隙宽度与待测单元、指示天线宽度相同，使得待测单元与指示天线位于间隙处；第三吸收体、第四吸收体固定在吸收体安装夹具上，第三吸收体、第四吸收体之间具有与阵列天线背面吸收体相同宽度的间隙，由吸收体安装夹具控制是否加载吸收体，在加载时，第三吸收体、第四吸收体覆盖在阵列天线正面，第三吸收体、第四吸收体与第一吸收体、第二吸收体的间隙重合，使得待测单元与指示天线位于间隙中。

2.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述吸收体安装夹具由结构板与铰链构成，结构板通过铰链连接在第二托板上，第三吸收体与第四吸收体固定在结构板上。

3.根据权利要求1或2所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述传动装置由直流力矩电机、减速装置、丝杆、导向轴以及限位装置组成，第一托板设置上，由直流力矩电机、减速装置结合丝杆带动第一托板在导向轴上移动；所述限位装置设置在导向轴两端。

4.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述第一托板上设有定位装置，用于一体化金属槽缝阵列天线安装时的定位。

5.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述吸收体为软质泡沫吸收材料。

6.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述安装平台上设有纵向导轨，第二托板安装在纵向导轨上，通过手动调整第一托板与第二托板的距离。

7.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，还包括纵向设置在安装平台的第二传动装置，第二托板安装在第二传动装置上，由第二传动装置控制第二托板纵向移动；所述第二传动装置与传动装置组成相同。

8.根据权利要求1所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述治具中的结构件包括安装平台、吸收体安装夹具、第一托板、第二托板采用非金属材料制成，传动装置采用非金属元件构成。

9.根据权利要求8所述的一体化金属槽缝阵列天线的相位测试治具，其特征在于，所述非金属材料包括环氧玻璃布、聚四氟乙烯、尼龙；所述非金属元件包括陶瓷轴承、尼龙螺钉。

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