CN216900718U - 天线测试转台和天线测试系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种天线测试转台和天线测试系统，该天线测试系统包括该天线测试转台，该天线测试转台包括由下至上依次设置的平移轴、升降轴、俯仰轴和上方位轴。本实用新型的天线测试转台和天线测试系统根据上方位轴固定安装天线，通过俯仰轴调节天线的俯仰角度，通过上方位轴调节天线在各俯仰角度下的朝向，实现方向图的各方向的测试需求，并通过平移轴和升降轴调节水平位置和垂直高度，便于在天线的相位中心偏移出测试静区时，将天线的相位中心调节回测试静区，为大尺寸天线的方向图测试提供了便利。

Description

天线测试转台和天线测试系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体地，涉及天线测试转台和电线测试系统。

背景技术

天线作为电磁波的收发功能的实现的核心结构，其性能直接影响着电磁波的收发质量，在天线的性能评估中，包括对其方向性的测试，以测试其对各个方向发送来的电磁波的接收和发射性能。

在天线的方向性测试中，测试的参考源信号的位置一般固定，需要调整天线的空间姿态，以模拟各角度的收发，而天线的空间姿态的调整困难，特别是大尺寸天线的姿态模拟，在俯仰角较大时，天线相位中心容易超出测试静区。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种天线测试转台和电线测试系统，从而提高天线的姿态可调范围，提高对大尺寸天线的姿态模拟能力。

根据本实用新型的一方面，提供一种天线测试转台，包括：

由下至上依次设置的平移轴、升降轴、俯仰轴和上方位轴，其中，

所述上方位轴包括天线固定结构，所述升降轴、所述俯仰轴、所述上方位轴各自均包括固定部与活动部；

所述平移轴水平设置；

所述升降轴的固定部设置在所述平移轴上，可沿所述平移轴的轴向水平移动；

所述上方位轴的固定部与所述俯仰轴的活动部固定连接。

可选地，还包括：

下方位轴，设置在所述升降轴与所述俯仰轴之间，所述下方位轴的固定部与所述升降轴的活动部固定连接，所述下方位轴的活动部与所述俯仰轴的固定部固定连接。

可选地，还包括：

第一电机，用于控制所述升降轴在所述平移轴上的移动。

可选地，所述第一电机为步进电机。

可选地，还包括：

第二电机，用于控制所述升降轴的升降。

可选地，所述第二电机为步进电机。

可选地，还包括：

运动控制器，所述运动控制器与所述平移轴、所述升降轴、所述下方位轴、所述俯仰轴和所述上方位轴的驱动单元连接。

可选地，还包括：

编码器，与所述运动控制器耦接。

可选地，还包括：

报警指示单元，与所述运动控制器耦接。

根据本实用新型的另一方面，提供一种天线测试系统，包括：

根据本实用新型提供的天线测试转台；

分析仪，与所述天线测试转台上固定的天线的输出端和所述上方位轴的方位输出端连接。

本实用新型提供的本实用新型提供的天线测试转台设置由下至上依次设置的平移轴、升降轴、俯仰轴和上方位轴，上方位轴用于天线的固定安装，通过俯仰轴调节天线的俯仰角度，通过上方位轴调节天线在各俯仰角度下的朝向，实现方向图的各方向测试需求，并通过平移轴和升降轴调节水平位置和垂直高度，便于在天线的相位中心偏移出测试静区时，将天线的相位中心调节回测试静区，为大尺寸天线的方向图测试提供了便利。

本实用新型提供的天线测试系统包括本实用新型提供的天线测试转台和分析仪，天线测试转台安装天线，并控制天线的姿态模拟，分析仪与天线的输出端连接，根据天线的输出信号和天线的姿态分析活动天线的方向图，其天线的姿态模拟范围大，尤其适用于大尺寸天线的方向图测试。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的立体结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的主视图；

图3A和图3B示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的工作原理示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例的天线测试系统的部分结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的立体结构示意图，图2示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的主视图。

参照图1和图2，本实用新型实施例的天线测试转台100主要包括由下至上依次设置的平移轴110、升降轴120、下方位轴130、俯仰轴140、上方位轴150，上方位轴150的活动部固定天线，通过天线测试转台100 调节天线姿态，调节控制天线的相位中心处于测试静区10的中心点11，其中，天线的相位中心的位置可根据位置圆103的位置和俯仰轴140的俯仰角度确认。其中，各轴的驱动根据控制器160进行控制。

在可选实施例中，平移轴110的水平可移动范围为4米，升降轴120 的垂直可移动方位为0至1.15米，可满足大部分天线的测试需求。

平移轴110水平设置，升降轴120的固定部121设置在平移轴110 上，可沿平移轴110的轴向水平移动，进而控制关联连接在平移轴110 的活动部122上的下方位轴130、俯仰轴140、上方位轴150的水平位置，实现位置圆103的水平位置的调节，进而实现天线的水平位置的调节。

同理，控制升降轴120的活动部122相对其固定部121的升降，可实现位置圆103的垂直位置的调节，进而实现天线的垂直位置的调节。

下方位轴130的固定部与升降轴120的活动部122的上端固定连接，下方位轴130的活动部与俯仰轴140的固定部连接，通过调节下方位轴 130的活动部的方位，可调节与下方位轴130的活动部关联连接的天线在俯视面上的方位角，便于在天线的相位中心与测试静区10的中心点 11在俯视面上的位置偏移时，通过下方位轴130的调节，即可调节使天线的相位中心与测试静区10的中心点11在俯视面上的位置一致。

通过平移轴110进行水平位置调节，通过升降轴120进行垂直位置的调节，通过下方位轴130进行俯视面方位角(水平方位角)的调节，整体实现三维空间的调节，实现天线相位中心的任意位置的调节需求，可天线测试转台100整体安装好后，避免对天线测试转台100整体位置的调节需求，提高天线测试转台100的实用性。

且下方位轴130设置在升降轴120与俯仰轴140之间，在实际使用中，其仅需要负载其上方的俯仰轴140、上方位轴150和固定在上方位轴150上的天线，负载小，降低了下方位轴130的电控系统的功耗，进而降低了系统整体的功耗。

俯仰轴140的活动部与上方位轴150的固定部固定连接，上方位轴 150的活动部用于天线的固定安装，根据俯仰轴140的活动部的俯仰角度可确认天线的俯仰角度，通过上方位轴150的活动部的方位角的调节，实现天线的不同朝向，实现任意一俯仰角下的全方向测试。

在本实施例中，上方位轴150的方位调节面与俯仰轴140的活动部的朝向垂直，在俯仰轴140的俯仰角度为0°时，上方位轴150的方位调节面与水平面平行，在俯仰轴140的俯仰角度为90°时，上方位轴150 的方位调节面与水平面垂直。

其中，对于大尺寸天线或非对称天线，在其姿态随上方位轴150的活动部的方位调节而变化时，其天线的相位中心可能会在俯视面上偏离测试静区10的中心点11，此时通过本实用新型实施例的天线测试转台 100的平移轴110、升降轴120和下方位轴130的配合，可将其调整回测试静区10的中心点11，并维持其俯仰角不变。其中，具体调节根据实际情况进行操作，本申请对此不做详述。

在可选实施例中，还设置第一电机，用于控制升降轴120在平移轴 110上的移动，在一实施例中，该第一电机为步进电机，便于准确控制升降轴120在平移轴110上的移动距离，且通过电机控制移动，还可以进行移动后的定位。

在可选实施例中，还设置第二电机，用于控制升降轴120的活动部 122相对于其固定部121的升降，在一实施例中，该第二电机为步进电机，便于准确控制升降轴120的升降高度。

且根据电机控制水平移动和垂直升降，便于记录其移动和升降量，便于配合俯仰角准确计算出天线的位置。

在本实施例中，还设置控制器160，以根据第一电机和第二电机的工作记录和俯仰轴140的俯仰角度自动计算出天线的相位中心的位置，并根据天线的相位中心的位置和测试静区10的中心点11的位置的差距，自动控制第一电机和第二电机的工作状态，控制升降轴120在平移轴110 上的水平位置和升降轴120的活动部122的垂直高度，自动化调节使天线的相位中心与测试静区10的中心点11的位置一致。

图3A和图3B示出了根据本实用新型实施例的天线测试转台的工作原理示意图。

进一步参照图3A和图3B，其中，图2所示状态为俯仰角为0°，天线垂直设置，其天线的相位中心与测试静区10的中心点11重合。

当调节后的俯仰角度较大时，对于大尺寸天线，其位置圆103的半径大，容易偏离出测试静区10，如图3A所示，调节俯仰轴140的俯仰角度至60°，天线的相位中心102偏离出测试静区10，需要调节天线测试转台100的状态，以将天线的相位中心102调整至测试静区10内。

根据天线的尺寸(位置圆103的半径)、升降轴120在平移轴110 上的位置和升降轴120的活动部122的高度，确认天线的相位中心102 的当前位置，并根据其与测试静区10的中心点11的位置的水平差量L1 和垂直差量H1，控制升降轴120沿平移轴110向右移动L1的距离，控制升降轴120的活动部122抬升H1的高度，得到如图3B所示的天线姿态，将天线的相位中心102移动至测试静区10的中心点11。

在本实施例中，以俯仰角由0°调节至60°为例，可以理解，本申请不限于此情况，对于任意俯仰角度的变化导致的天线的相位中心偏移出测试静区10的情况，本申请的天线测试转台100均可有效将天线的相位中心调整回测试静区10内，且不限于调整回测试静区10的中性点，对于任意位置的调节需求，均可有效实现。

图4示出了根据本实用新型提供的天线测试系统的部分结构示意图。

参照图4，本实施例的天线测试系统主要为控制结构，可用于配置控制器160，包括工控机210、运动控制器221、电源模块222、安全模块223、输出模块224、输入模块225、编码器输入模块226、电源管理模块250、控制终端201、报警指示单元240，以及上方位轴驱动单元231、俯仰轴驱动单元232、下方位轴驱动单元233、升降轴驱动单元234、平移轴驱动单元235。

运动控制器221根据控制终端201的控制指令控制上方位轴驱动单元231、俯仰轴驱动单元232、下方位轴驱动单元233、升降轴驱动单元 234、平移轴驱动单元235的工作，提供对应的驱动信号驱动平移轴110、升降轴120、下方位轴130、俯仰轴140、上方位轴150的位置和方位角等参数的调整控制和限位，进而实现天线的相位中心位置的调制。还根据各驱动单元的反馈信号指示各轴的位置、方位角信息，以便天线的相位中心位置的监控。

运动控制器221与各驱动单元的控制例如可通过EtherCAT(以太网控制自动化技术)架构实现，数据资料更新周期短，对各轴的状态监控响应快，位置控制准确度高，适用于控制终端201的模拟化控制。

其中，根据各驱动单元的状态反馈信息，控制终端201还可为数字控制终端，实现数字化控制。

电源管理模块250例如包括开关电源，以及电路器、自锁电路等电源保护结构，电源管理模块250根据电源模块222以及各驱动单元的供电需求向电源模块222以及各驱动单元提供工作电源。

电源模块222用于运动控制器221、安全模块223、输出模块224、输入模块225、编码器输入模块226的电源供应。

安全模块222例如包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，根据各轴的限位需求或其它安全需求编程配置对应的配置参数。

编码器输入模块226，包括编码器，与运动控制器221耦接，可用于接收控制编码信息，以实现运动控制器221的工作参数的配置和可编程逻辑控制器的参数配置。

输出模块224与安全模块223连接，通过安全模块223与运动控制器221耦接，根据安全模块223对运动控制器221的响应状态控制报警指示单元240在系统出现安全问题时进行报警指示，报警指示单元240 例如包括指示灯、蜂鸣器等。

输入模块225将编码器输入模块226输入的编码信息提供至运动控制器221、安全模块223等需求编码配置的单元模块。

本实用新型提供的天线测试转台设置由下至上依次设置的平移轴、升降轴、俯仰轴和上方位轴，上方位轴用于天线的固定安装，通过俯仰轴调节天线的俯仰角度，通过上方位轴调节天线在各俯仰角度下的朝向，实现方向图的各方向测试需求，并通过平移轴和升降轴调节水平位置和垂直高度，便于在天线的相位中心偏移出测试静区时，将天线的相位中心调节回测试静区，为大尺寸天线的方向图测试提供了便利。

进一步地，还设置下方位轴，便于在不调整天线测试状态的整体方位的情况下调节天线的水平方位角，进一步提升天线的姿态模拟能力。且下方位轴设置在俯仰轴与升降轴之间，仅需要负载其上方的俯仰轴、上方位轴和固定在上方位轴上的天线，负载小，易于调节，还可降低下方位轴的自动调节的功耗。

本实用新型提供的天线测试系统包括本实用新型提供的天线测试转台和分析仪，天线测试转台安装天线，并控制天线的姿态模拟，分析仪与天线的输出端连接，根据天线的输出信号和天线的姿态分析活动天线的方向图，其天线的姿态模拟范围大，尤其适用于大尺寸天线的方向图测试。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种天线测试转台，其特征在于，包括：

由下至上依次设置的平移轴、升降轴、俯仰轴和上方位轴，其中，

所述上方位轴包括天线固定结构，所述升降轴、所述俯仰轴、所述上方位轴各自均包括固定部与活动部；

所述平移轴水平设置；

所述升降轴的固定部设置在所述平移轴上，可沿所述平移轴的轴向水平移动；

所述上方位轴的固定部与所述俯仰轴的活动部固定连接。

2.根据权利要求1所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

下方位轴，设置在所述升降轴与所述俯仰轴之间，所述下方位轴的固定部与所述升降轴的活动部固定连接，所述下方位轴的活动部与所述俯仰轴的固定部固定连接。

3.根据权利要求1所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

第一电机，用于控制所述升降轴在所述平移轴上的移动。

4.根据权利要求3所述的天线测试转台，其特征在于，

所述第一电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

第二电机，用于控制所述升降轴的升降。

6.根据权利要求5所述的天线测试转台，其特征在于，

所述第二电机为步进电机。

7.根据权利要求2所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

运动控制器，所述运动控制器与所述平移轴、所述升降轴、所述下方位轴、所述俯仰轴和所述上方位轴的驱动单元连接。

8.根据权利要求7所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

编码器，与所述运动控制器耦接。

9.根据权利要求7所述的天线测试转台，其特征在于，还包括：

报警指示单元，与所述运动控制器耦接。

10.一种天线测试系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1至9任一项所述的天线测试转台；

分析仪，与所述天线测试转台上固定的天线的输出端和所述上方位轴的方位输出端连接。

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