[發明專利]多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法

有效

• 申請號: 202010697301.X
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111883937B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 王潔;梁寶柱;任振平;鐘鳴;陸俊;韓自力;王宏;陳飛飛;李向華;席春樹;瞿佳蔚;徐慶
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;G01C1/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

本發明的多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法包括建立陣面姿態測調基準；多板平面天線進行模塊化裝配，每一模塊裝配完成后依次進行陣面姿態快速測試、測試結果分析判定、量化調整方案制定及調整，使各模塊裝調后陣面姿態精度均符合要求，最終保證多板平面天線陣面姿態精度符合要求。本發明的多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法，結合多板平面天線的裝配過程，實現了對影響天線陣面姿態精度各因素的剝離分析、消除了各影響因素間的耦合關系，可針對各影響因素開展精準調試。

技術領域

本發明涉及衛星AIT(總裝集成測試，Assembly Integration Test)技術領域，具體涉及一種多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法。

背景技術

多板平面天線是衛星領域的重要有效載荷，目前多板平面天線的陣面姿態精度要求極高，具體體現在高平面度、高指向精度要求。由于多板平面天線的設計結構大多較復雜，通常包含多塊大型重質天線板、多套復雜的空間可折展桿系結構、多達十余處的展開鎖定環節，導致影響多板平面天線陣面姿態精度的因素繁多且相互耦合，如天線安裝載體的機械接口精度及基準精度、天線板自身的姿態精度、各鉸鏈的尺寸及形位精度、天線板的裝配精度、卸載裝置的結構型式及形位精度等，造成多板平面天線在裝配過程中對陣面姿態精度的分析調試難度大、易反復。

平面天線的傳統測調方法是利用相機拍攝天線陣面并將數據轉換至經緯儀測量系統，計算得到平面天線陣面平面度；同時擬合平面天線陣面法線，利用經緯儀測試天線安裝載體上的棱鏡，計算得到天線陣面法線與天線安裝載體坐標系的指向精度；基于天線陣面平面度及指向精度測試結果進行定性分析，采用“測試→調整→再測試→再調整”的遞歸方法，通過嘗試在各部組件裝配位置處增減墊片實現對陣面姿態精度的調整。這種方法存在以下不足：

1、測試方法誤差較大：傳統測調方法中以天線安裝載體上的棱鏡作為陣面姿態精度的測試基準，棱鏡通過膠水粘貼在天線安裝載體上的基準面，根據實際經驗棱鏡在經歷運輸或力學試驗后自身精度會發生變化，基于棱鏡測試得出的陣面姿態精度會引入棱鏡與基準面的角度誤差，導致天線陣面姿態精度測試不準確，無法準確指導天線陣面姿態精度的調整；

2、未形成精準量化可執行的調整方案：傳統測調方法未準確分析影響天線陣面姿態精度的各因素、未實現對各影響因素的剝離分析、未消除各影響因素間的耦合關系，無法開展針對各影響因素的精準調試，不能精準定位調試位置，無法量化計算調整量，在實際生產過程中可執行性低；

3、測調效率極低：平面天線在整個裝配及展開過程中通常需要測調幾十次，由于測試數據量大、相機數據和經緯儀數據轉換、復雜的計算算法，傳統測調方法測調一次的平均耗時為3h，測調效率極低，無法滿足生產實際需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法，提高調整精準度及測調效率。

為了達到上述的目的，本發明提供一種多板平面天線陣面姿態精度快速精準調整方法，其特征在于，包括建立陣面姿態測調基準；多板平面天線進行模塊化裝配，每一模塊裝配完成后依次進行陣面姿態快速測試、測試結果分析判定、量化調整方案制定及調整，使各模塊裝調后陣面姿態精度均符合要求，最終保證多板平面天線陣面姿態精度符合要求。

所述建立陣面姿態測調基準包括：天線安裝載體安裝在多維轉臺上，利用多維轉臺調整天線安裝載體姿態角，使天線安裝載體姿態角符合要求；在天線安裝載體Z向基準面上粘貼靶標點，所述靶標點用于建立虛擬基準坐標系，所述虛擬基準坐標系為陣面姿態測調基準。

所述多板平面天線模塊化裝配包括：將多板平面天線分成內側天線板、外側天線板、支撐桿組件三個模塊，并按內側天線板、外側天線板、支撐桿組件順序依次裝配。

所述陣面姿態快速測試包括：在天線板整個正面粘貼靶標點；利用工業攝影系統對天線板正面及天線安裝載體Z向基準面上所有靶標點進行有效拍攝；