CN209963263U - 阵列天线方位角寻零装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阵列天线方位角寻零装置，属于阵列天线寻零技术领域，该装置包括三个距离传感器，第一距离传感器的第一端、第二距离传感器的第一端和第三距离传感器的第一端分别安装在天线上，跟随天线的转动而转动；第一距离传感器的第二端、第二距离传感器的第二端和第三距离传感器的第二端分别固定在底座上。通过设置三个传感器，精确定位设备，从而找到最优寻零路径，提高寻零速度。同时，设置三个传感器，使得通过观测三个传感器所检测出的三个距离的数值，来判断三个传感器是否故障，在有一个传感器故障时，将阶使用，利用两个传感器进行位置校准，当三传感器某两个传感器故障，则按照单传感器进行位置校准，进一步提升了寻零速度和精度。

Description

阵列天线方位角寻零装置

技术领域

本实用新型属于阵列天线寻零技术领域，具体涉及一种阵列天线方位角寻零装置。

背景技术

阵列天线方向图的调零技术能够有效地抑制有源电子的干扰，因此成为了通讯领域的研究热点。阵列天线的各个天线单元所接收的信号在干扰波的入射方向经过适当的信号处理而形成为零，从而用于抑制该干扰。从接收的信号中获得的零方向图也被用作信号传输。

目前，在将天线置入到初始化角度时，通常采用单一的距离传感器来进行寻零操作，在传感器故障或受到干扰时，会发生初始化失败的现象，可靠性不高、精度不准确、寻零不灵活、速度较慢。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种阵列天线方位角寻零装置，其具有寻零速度快、精度高、可靠性高等特点。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种阵列天线方位角寻零装置，包括：阵列天线，所述阵列天线包括：天线和底座，包括：

设置于所述阵列天线上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器；

其中，所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端分别安装在所述天线上，跟随所述天线的转动而转动；

所述第一距离传感器的第二端、所述第二距离传感器的第二端和所述第三距离传感器的第二端分别固定在所述底座上；

所述第一距离传感器测量所述第一距离传感器第一端和所述第一距离传感器第二端之间的距离；所述第二距离传感器测量所述第二距离传感器第一端和所述第二距离传感器第二端之间的距离；所述第三距离传感器测量所述第三距离传感器第一端和所述第三距离传感器第二端之间的距离；

所述伺服电机的控制端将三个所述距离数值发送到预设终端，以供用户确定寻零旋转角度和旋转方向，使得所述伺服电机带动所述天线按照所述旋转角度和所述旋转方向旋转。

进一步可选地，所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端的转动轨迹为圆形。

进一步可选地，所述第一距离传感器的第二端、所述第二距离传感器的第二端和所述第三距离传感器的第二端等距固定在所述底座上。

进一步可选地，所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端安装在所述天线的一个点位上；

在所述天线转动过程中，所述第一距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第一距离传感器的第二端；

所述第二距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第二距离传感器的第二端；

所述第三距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第三距离传感器的第二端。

进一步可选地，所述第一传感器的第二端为所述阵列天线的预设零位置。

进一步可选地，所述底座设置为圆形或矩形。

进一步可选地，

所述天线设置为矩形。

进一步可选地，还包括：

调节所述天线选择角度的旋转角度选择组件；

所述旋转角度选择组件设置于所述阵列天线上。

进一步可选地，还包括：

分别显示所述第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器工作状态的第一显示灯、第二显示灯和第三显示灯。

进一步可选地，其特征在于：

所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器为同一型号距离传感器

本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置，包括：阵列天线，阵列天线包括：天线和底座，包括：设置于阵列天线上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，其中，第一距离传感器的第一端、第二距离传感器的第一端和第三距离传感器的第一端分别安装在天线上，跟随天线的转动而转动；第一距离传感器的第二端、第二距离传感器的第二端和第三距离传感器的第二端分别固定在底座上；第一距离传感器测量第一距离传感器第一端和第一距离传感器第二端之间的距离；第二距离传感器测量第二距离传感器第一端和第二距离传感器第二端之间的距离；第三距离传感器测量第三距离传感器第一端和第三距离传感器第二端之间的距离。通过设置三个传感器，精确定位设备，从而找到最优寻零路径，提高寻零速度。同时，设置三个传感器，使得通过观测三个传感器所检测出的三个距离的数值，来判断三个传感器是否故障，在有一个传感器故障时，将阶使用，利用两个传感器进行位置校准，当三传感器某两个传感器故障，则按照单传感器进行位置校准，进一步提升了寻零速度和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置结构示意图；

图2为图1提供实施例中各传感器第一端的运动轨迹示意图。

附图标记：

1-天线；2-底座；31-第一距离传感器第一端；32-第一距离传感器第二端； 41-第二距离传感器第一端；42-第二距离传感器第二端；51-第三距离传感器第一端；52-第三距离传感器第二端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

单一天线的方向性是有限的，为适合各种场合的应用，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线，按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列，也叫天线阵。构成天线阵的天线辐射单元称为阵元，阵列天线采用了天线阵列。在阵列天线的使用中，为了避免干扰波的干扰，通常需要进行寻零。基于此，本实用新型实施例提供一种阵列天线方位角寻零装置。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置结构示意图。

如图1，本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置，包括：阵列天线，所述阵列天线包括：天线1和底座2，包括：设置于所述阵列天线上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器。

其中，所述第一距离传感器的第一端31、所述第二距离传感器的第一端 41和所述第三距离传感器的第一端51分别安装在所述天线1上，跟随所述天线1的转动而转动；所述第一距离传感器的第二端32、所述第二距离传感器的第二端42和所述第三距离传感器的第二端52分别固定在所述底座2上；所述第一距离传感器测量所述第一距离传感器第一端31和所述第一距离传感器第二端32之间的距离；所述第二距离传感器测量所述第二距离传感器第一端41 和所述第二距离传感器第二端42之间的距离；所述第三距离传感器测量所述第三距离传感器第一端51和所述第三距离传感器第二端52之间的距离。伺服电机的控制端将三个距离数值发送到预设终端，以供用户确定寻零旋转角度和旋转方向，使得伺服电机带动天线按照所述旋转角度和所述旋转方向旋转。

具体地，为了保证寻零效果，本实施例中，采用第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端的转动轨迹为圆形。

进一步地，为了保证寻零效果，及寻零过程中距离传感器的稳定性，在本实施例中，可以采用：所述第一距离传感器的第二端、所述第二距离传感器的第二端和所述第三距离传感器的第二端等距固定在所述底座上。

例如，可以通过粘贴，使得三个距离传感器的第二端均固定在底座上，也可以通过螺母连接，使得三个距离传感器的第二端均固定在底座上，此处不做具体限定，任何能够实现固定的方式，均属于本申请的保护范围。

进一步地，为了方便记录数据，所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端安装在所述天线的一个点位上；在所述天线转动过程中，所述第一距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第一距离传感器的第二端；所述第二距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第二距离传感器的第二端；所述第三距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第三距离传感器的第二端。

具体地，将第一距离传感器的第一端、第二距离传感器的第一端和第三距离传感器的第一端安装在同一位置，在运动轨迹上，将其视为一个点。

进一步地，为了保证寻零效果，方便每次寻零，在所述第一传感器的第二端为所述阵列天线的预设零位置。

优选地，本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置中，所述底座可以设置为圆形或矩形。

优选地，本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置中，所述天线可以设置为矩形。

进一步可选地，本实施例提供的阵列天线方位角寻零装置，还包括：调节所述天线选择角度的旋转角度选择组件；所述旋转角度选择组件设置于所述阵列天线上。

例如，可以设置手动调节，来进行天线角度的调整，通过设置螺母连接，来调节天线角度，也可以设置为自动控制调节，通过在控制系统输入调节角度，从而自动控制天线旋转，此处不做具体限定，任何能够实现天线旋转的方式均属于本实用新型的保护范围。

进一步可选地，本实施例提供的阵列天线方位角寻零装置，还包括：分别显示所述第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器工作状态的第一显示灯、第二显示灯和第三显示灯。

例如，设置三个显示灯，分别和控制系统及三个距离传感器相连，亮起绿灯表示距离传感器工作中，红灯显示未工作，以此使得使用人员能够及时掌握距离传感器的工作状态。

为了尽可能地减小三个距离传感器的误差，在本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置中，所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器为同一型号距离传感器。

例如，本申请中，可以选用φ14×9mm封闭式收发一体超声波传感器40kHzBPU1440IFAH09-01LF型号的距离传感器，也可以采用φ16×12mm开放式收发一体超声波传感器40kHz BPU1640IOPBH12LF型号的距离传感器，此处不做具体限定，用户可以根据自身的距离及其他需要进行选择。

图2为图1提供实施例中各传感器第一端的运动轨迹示意图。

参见图2，在本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置接收到初始化的指令时，天线会自动运行到装置预先定义的0位置，本实施例以三个距离传感器的第二端与第一距离传感器的第一端运动轨迹的重合为0位置进行说明。

例如，三个距离传感器的第一端运动轨迹位于图2中的位置1时，此时根据第一端分别获取三个传感器的相对距离L1、L5和L3的值，并将三个数值通过伺服电机的控制端发送至预设终端，以供用户确定寻零旋转角度和旋转方向。伺服电机包括：控制端和电路板。

用户在获得三个传感器所测得的三个数据后，可以比较三个数值，得出最优寻零路线为顺时针旋转角度M°，并将此结果发送至伺服电机的控制端，使得伺服电机转动。

同理，若接收到初始化指令时，天线正运行到图2中的位置2时，则系统根据测量的相对距离L2、L4和L6及预设的算法来寻找到最优寻零录像为逆时针旋转M°。

三个传感器可精确定位设备目前为止，提供最优寻零路径，提高寻零速度。三传感器自检会首选判断是否有某个传感器故障。例如天线在0位时，第一端端距离三个第二端端的距离应该是0,L,L。如果后两个L距离不相等，则说明第二距离传感器和第三距离传感器某个有故障，则天线会移动到第二距离传感器的第二端，此时距离应该为L,0,L。根据两组值可以判断哪个传感器故障或精度不够。

在内置算法中，当三传感器故障某一个故障，则按照双传感器的算法进行位置校准。当三传感器某两个传感器故障，则按照单传感器进行位置校准。

本实用新型实施例提供的阵列天线方位角寻零装置，包括：阵列天线，阵列天线包括：天线和底座，包括：设置于阵列天线上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，其中，第一距离传感器的第一端、第二距离传感器的第一端和第三距离传感器的第一端分别安装在天线上，跟随天线的转动而转动；第一距离传感器的第二端、第二距离传感器的第二端和第三距离传感器的第二端分别固定在底座上；第一距离传感器测量第一距离传感器第一端和第一距离传感器第二端之间的距离；第二距离传感器测量第二距离传感器第一端和第二距离传感器第二端之间的距离；第三距离传感器测量第三距离传感器第一端和第三距离传感器第二端之间的距离。通过设置三个传感器，精确定位设备，从而找到最优寻零路径，提高寻零速度。同时，设置三个传感器，使得通过观测三个传感器所检测出的三个距离的数值，来判断三个传感器是否故障，在有一个传感器故障时，将阶使用，利用两个传感器进行位置校准，当三传感器某两个传感器故障，则按照单传感器进行位置校准，进一步提升了寻零速度和精度。

也就是说，本实用新型实施例提供的镇楼天香方位角寻零装置，存在以下优势：

1、相比单距离传感器，三等距距离传感器设计可以进行自检，从而确认某个传感器故障。

2、内置算法中，系统可根据三个传感器的相对距离位置精确确认目前的天线位置，从而获得最优寻零路线。

3、提高可靠性，在某1个或2个传感器失效后系统能够降级使用。

4、初始化时间更短，客观上提高了天线寻星和锁星速度，提高天线性能。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种阵列天线方位角寻零装置，包括：阵列天线，所述阵列天线包括：天线和底座，所述天线在伺服电机驱动下旋转，其特征在于，包括：

设置于所述阵列天线上的第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器；

其中，所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端分别安装在所述天线上，跟随所述天线的转动而转动；

所述第一距离传感器的第二端、所述第二距离传感器的第二端和所述第三距离传感器的第二端分别固定在所述底座上；

所述第一距离传感器测量所述第一距离传感器第一端和所述第一距离传感器第二端之间的距离数值；所述第二距离传感器测量所述第二距离传感器第一端和所述第二距离传感器第二端之间的距离数值；所述第三距离传感器测量所述第三距离传感器第一端和所述第三距离传感器第二端之间的距离数值；

所述伺服电机的控制端将三个所述距离数值发送到预设终端，以供用户确定寻零旋转角度和旋转方向，使得所述伺服电机带动所述天线按照所述旋转角度和所述旋转方向旋转。

2.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端的转动轨迹为圆形。

3.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述第一距离传感器的第二端、所述第二距离传感器的第二端和所述第三距离传感器的第二端等距固定在所述底座上。

4.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述第一距离传感器的第一端、所述第二距离传感器的第一端和所述第三距离传感器的第一端安装在所述天线的一个点位上；

在所述天线转动过程中，所述第一距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第一距离传感器的第二端；

所述第二距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第二距离传感器的第二端；

所述第三距离传感器的第一端的运动轨迹在垂直方向上经过所述第三距离传感器的第二端。

5.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述第一距离传感器的第二端为所述阵列天线的预设零位置。

6.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述底座设置为圆形或矩形。

7.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述天线设置为矩形。

8.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于，还包括：

调节所述天线选择角度的旋转角度选择组件；

所述旋转角度选择组件设置于所述阵列天线上。

9.根据权利要求1所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于，还包括：

分别显示所述第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器工作状态的第一显示灯、第二显示灯和第三显示灯。

10.根据权利要求1-9任一所述的阵列天线方位角寻零装置，其特征在于：

所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器为同一型号距离传感器。

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