[發明專利]一種基于升空平臺的天線波束測量系統及方法

有效

• 申請號: 201911383398.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111025032B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 黃建領;劉星汛;袁巖興;黃承祖;彭博
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G01R29/08
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種基于升空平臺的天線波束測量系統，應用于微波暗室內，其特征在于，包括：

多旋翼升空平臺，用于采集空間目標點的場強信息，所述多旋翼升空平臺搭載有場強傳感器和光探測靶標；

光學運動捕捉系統，用于基于所述光探測靶標測量所述多旋翼升空平臺的第一坐標位置；

激光跟蹤儀，用于基于球坐標測量原理測量所述多旋翼升空平臺的第二坐標位置；

控制單元，用于對所述多旋翼升空平臺進行飛行控制；及

處理單元，用于基于所述場強信息、所述多旋翼升空平臺的第一坐標位置和第二坐標位置獲取所述天線波束的測量結果；

所述光學運動捕捉系統通過計算天線E面和H面的測量軌跡和坐標來測量所述多旋翼升空平臺的第一坐標位置；

所述光學運動捕捉系統選用L形標定直角建立系統坐標系并確定坐標原點，選用T形標定桿標定相機之間的相對位置關系。

2.根據權利要求1所述的天線波束測量系統，其特征在于，所述空間目標點為標準增益天線主波束輻射方向的固定掃描軌跡點。

3.根據權利要求2所述的天線波束測量系統，其特征在于，所述天線波束的測量結果包括所述天線波束的主瓣最大輻射方向兩側，輻射強度降低3dB的波束寬度測量結果。

4.根據權利要求1所述的天線波束測量系統，其特征在于，所述光探測靶標的剛體質心與所述多旋翼升空平臺的中心重合。

5.一種基于升空平臺的天線波束測量方法，應用權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，包括：

多旋翼升空平臺采集空間目標點的場強信息，所述多旋翼升空平臺搭載有場強傳感器和光探測靶標；

光學運動捕捉系統基于所述光探測靶標測量所述多旋翼升空平臺的第一坐標位置；

激光跟蹤儀基于球坐標測量原理測量所述多旋翼升空平臺的第二坐標位置；

控制單元對所述多旋翼升空平臺進行飛行控制；及

處理單元基于所述場強信息、所述多旋翼升空平臺的第一坐標位置和第二坐標位置獲取所述天線波束的測量結果。

6.根據權利要求5所述的天線波束測量方法，其特征在于，

測量天線口面尺寸及位置坐標；

進行E面3dB波束寬度測量；

進行H面3dB波束寬度測量；

計算得到E面和H面的3dB波束寬度。

7.根據權利要求6所述的天線波束測量方法，其特征在于，所述進行E面3dB波束寬度測量包括：

在天線頻率范圍內，以預設頻程選取N個頻率點進行校準，所述頻率點至少包括最高頻率點和最低頻率點，其中N為大于等于3的整數；

將信號發生器輸出頻率調至最低校準頻率；

調節信號發生器的輸出幅度，使檢測的場強穩定在第一固定值E₀；

在與天線主軸垂直平面內，沿E面測量軌跡向上移動所述多旋翼升空平臺，當場強顯示值在(0.707E₀±1)V/m時，停止移動并懸停所述多旋翼升空平臺，讀取并存儲第一場強值E₁；

利用所述光學運動捕捉系統記錄所述多旋翼升空平臺的第一位置，計算并記錄所述第一位置距離初始位置的第一距離d₁；

所述初始位置在天線的主軸上；

在與天線主軸垂直平面內，沿E面測量軌跡向下移動所述多旋翼升空平臺，當場強顯示值在(0.707E₀±1)V/m時，停止移動并懸停所述多旋翼升空平臺，讀取并存儲第二場強值E₂；

利用所述光學運動捕捉系統記錄所述多旋翼升空平臺的第二位置，計算并記錄所述第二位置距離所述初始位置的第二距離d₂。

8.根據權利要求6所述的天線波束測量方法，其特征在于，所述進行H面3dB波束寬度測量包括：

在天線頻率范圍內，以預設頻程選取N個頻率點進行校準，所述頻率點至少包括最高頻率點和最低頻率點，其中N為大于等于3的整數；

將信號發生器輸出頻率調至最低校準頻率；

調節信號發生器的輸出幅度，使檢測的場強穩定在第一固定值E₀；

在與天線主軸垂直平面內，沿H面測量軌跡向一側移動所述多旋翼升空平臺，當場強顯示值在(0.707E₀±1)V/m時，停止移動并懸停所述多旋翼升空平臺，讀取并存儲第三場強值E₃；

利用所述光學運動捕捉系統記錄所述多旋翼升空平臺的第三位置，計算并記錄所述第三位置距離初始位置的第三距離d₃；

所述初始位置在天線的主軸上；

在與天線主軸垂直平面內，沿H面測量軌跡向另一側移動所述多旋翼升空平臺，當場強顯示值在(0.707E₀±1)V/m時，停止移動并懸停所述多旋翼升空平臺，讀取并存儲第四場強值E₄；

利用所述光學運動捕捉系統記錄所述多旋翼升空平臺的第四位置，計算并記錄所述第四位置距離所述初始位置的第四距離d₄。