[發(fā)明專利]一種微波暗室性能測量系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103036629A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭生全;黃瓊;朱傳煥;蔣炎坤;朱濤;黃松高
• 申請（專利權(quán)）人: 中國艦船研究設(shè)計中心
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;王丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁兼容性領(lǐng)域，具體涉及一種微波暗室性能測量系統(tǒng)，用于測量微波暗室靜區(qū)反射率電平、交叉極化特性、多路徑損耗均勻性、場均勻性等性能指標(biāo)。

背景技術(shù)

微波暗室是開展天線測量、電磁兼容測量、雷達(dá)測量的重要實驗場地。微波暗室性能的好壞，直接影響各種測量的準(zhǔn)確度，無法對設(shè)備性能進(jìn)行正確評價。理想的微波暗室，靜區(qū)內(nèi)的電磁波反射能量為零，實際上由于暗室內(nèi)吸波材料和墻壁的反射，發(fā)射天線的副瓣輻射總會有一部分會反射進(jìn)入測試靜區(qū)，影響測試的準(zhǔn)確度。因此，準(zhǔn)確測量微波暗室靜區(qū)內(nèi)的各項性能指標(biāo)，對評價微波暗室的使用范圍和對暗室內(nèi)設(shè)備測量不準(zhǔn)確度的影響程度，具有非常重要的意義。

暗室測量需要采集大量的數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)的空間位置、場強幅值要求極高，特別是當(dāng)頻率高達(dá)40GHz時，由于波長只有7.5mm，對系統(tǒng)的采樣密度和穩(wěn)定性要求更高。傳統(tǒng)的人工進(jìn)行各個行程線測量時，不僅工作量極大，耗時長，測量重復(fù)性和準(zhǔn)確度也無法保證，帶金屬的測試臺架盡管強度滿足要求，但對暗室內(nèi)電磁波散射較大，影響測試準(zhǔn)確度；測試臺架上加裝吸波材料一是影響測試天線的運動，另外由于長時間的掃描測量運動會產(chǎn)生熱量，會有安全隱患（國內(nèi)曾有幾家微波暗室在測試時引起火災(zāi)）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種微波暗室性能測量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對微波暗室靜區(qū)性能的準(zhǔn)確、快速測量。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：

一種微波暗室性能測量系統(tǒng)，其特征在于：它包括測試臺架和控制設(shè)備，其中所述的測試臺架包括用于升降和旋轉(zhuǎn)發(fā)射天線的發(fā)射天線臺架，以及用于在三維空間內(nèi)移動和旋轉(zhuǎn)接收天線的接收天線臺架；發(fā)射天線臺架位于微波暗室的發(fā)射區(qū)域，接收天線臺架位于微波暗室靜區(qū)位置；

所述的控制設(shè)備包括處理器、激光測距傳感器、控制測試臺架中各運動部件運動的步進(jìn)電機、信號源和信號接收裝置；激光測距傳感器設(shè)置在控制測試臺架上用于獲得發(fā)射天線和接收天線的具體位置信息，并傳輸給處理器；處理器通過步進(jìn)電機驅(qū)動器驅(qū)動各步進(jìn)電機、驅(qū)動信號源控制發(fā)射天線發(fā)射信號、通過信號接收裝置接收接收天線的信號、并對發(fā)射和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

按上述方案，所述的發(fā)射天線臺架包括豎直的發(fā)射天線升降直軌，發(fā)射天線升降直軌的頂部設(shè)有發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)臺，發(fā)射天線設(shè)置在發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)面上；接收天線臺架包括水平的接收天線平移直軌和豎直的接收天線升降直軌，接收天線升降直軌的頂部設(shè)有接收天線旋轉(zhuǎn)臺，接收天線設(shè)置在接收天線旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)面上；豎直的接收天線升降直軌整體在接收天線平移直軌上運動；

所述的運動部件包括發(fā)射天線升降直軌、接收天線平移直軌、接收天線升降直軌、發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)臺和接收天線旋轉(zhuǎn)臺；

所述的激光測距傳感器設(shè)置在各直軌兩端。

按上述方案，所述的接收天線平移直軌包括至少2根相互平行的運動直軌，記為y方向運動直軌，在y方向運動直軌上架設(shè)有與其垂直的至少2根相互平行的運動直軌，記為x方向運動直軌，在x方向運動直軌上架設(shè)有運動平臺，運動平臺可沿x方向運動直軌運動，且運動平臺可隨x方向運動直軌沿y方向運動直軌運動，x方向運動直軌和y方向運動直軌均設(shè)在水平面上，所述的接收天線升降直軌底端與運動平臺固定連接。

按上述方案，所述的測試臺架采用MC尼龍材料制成。

按上述方案，所述的發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)臺繞發(fā)射天線升降直軌旋轉(zhuǎn)，所述的接收天線旋轉(zhuǎn)臺繞接收天線升降直軌旋轉(zhuǎn)。

按上述方案，所述的信號接收裝置為頻譜分析儀。

按上述方案，所述的y方向運動直軌和x方向運動直軌的兩端各設(shè)有限位保護(hù)開關(guān)。

本發(fā)明的有益效果為：

1、采用本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，發(fā)射天線和接收天線共有八個自由度運動方式，可以靈活地運用于微波暗室沿不同掃描軌跡進(jìn)行測量，可以用于完整地測量微波暗室靜區(qū)反射電平、交叉極化特性、多路徑損耗均勻性、場均勻性等性能指標(biāo)；采用計算機自動控制發(fā)射天線和接收天線的運動方式，并控制信號源和信號接收裝置的工作狀態(tài)，一次設(shè)定多個頻率、多個不同方向的軌跡后可以自動測量并自動存儲測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)微波暗室靜區(qū)反射率電平、交叉極化特性、多路徑損耗均勻性、場均勻性性能指標(biāo)的自動測量，提高了測量效率，并減少了由于人工干預(yù)所產(chǎn)生的測量誤差，測量準(zhǔn)確度高。

2、測試臺架采用高精度直軌技術(shù)，并采用高強度、低散射、自潤滑的MC尼龍材料作為臺架主體，減小了測試臺架對空間微波場的影響，提高了運行穩(wěn)定性和測量準(zhǔn)確性。