双反射面天线位姿分析系统的制作方法

1.本发明涉及双反射面天线装配工艺方法，具体地，涉及一种双反射面天线位姿分析系统。


背景技术：

2.双反射面天线是卫星对地数据传输通道的重要组成部分，高增益反射面数传天线是目前卫星数传分系统采用的主要天线形式，多采用环焦双反射抛物面天线形式，天线的电性能指标依靠设计、仿真、加工、装配、调试、测试、试验等各环节控制保证。
3.装配环节是天线生产过程的重要环节之一，主反射器和副反射面之间的装配精度直接影响反射面天线的增益、方向图、波束指向精度、副瓣电平等主要电性能指标，因此需要对双反射面天线位姿分析方法及调整技术进行研究。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双反射面天线位姿分析系统。
5.根据本发明提供的双反射面天线位姿分析系统，包括：双反射面天线、激光跟踪测量模块、数据拟合模块、轴线获取模块以及同轴度分析模块；
6.所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述主反射面与副反射面通过多根连杆相连；
7.所述激光跟踪测量模块，用于测量主反射面和副反射面，以获得所述双反射面天线的位姿数据。
8.所述数据拟合模块，用于分析激光跟踪测量系统获得的双反射面天线位姿数据以获得主反射面圆周和副反射面圆周；
9.所述轴线获取模块，用于根据所述主反射面圆周分得所述主反射面的轴线以及根据所述副反射面圆周获得所述副反射面的轴线；
10.所述同轴度分析模块，用于通过所述轴线以及所述主反射面、所述副反射面坐标系分析同轴度。
11.优选地，所述激光跟踪测量模块采用通过反射球进行单点测量的测量方式。
12.优选地，所述激光跟踪测量模块，用于对主反射面的周边及底平面进行测量，从而获得主反射面的圆周点数据及底平面点数据。
13.优选地，所述激光跟踪测量系统，用于对所述副反射面的周边及上端面进行测量，从而获得副反射面的圆周点数据及上端平面点数据。
14.优选地，所述数据拟合模块，用于拟合所述主反射面的底平面点数据，从而获得主反射面的底平面以及将主反射面的圆周点数据投影到底平面生成第一投影点，进而拟合所有第一投影点，即可得到所述主反射面圆周。
15.优选地，所述数据拟合模块，用于拟合副反射面的上端平面点数据，从而获得副反射面的上端平面以及将副反射面的圆周点数据投影到上端平面生成第二投影点，进而拟合
所有第二投影点，即可得到所述副反射面圆周。
16.优选地，所述轴线获取模块，用于在主反射面圆周中心插入一点，采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，实现在所述主反射面圆周中心插入第一轴线，所述第一轴线为主反射面轴线。
17.优选地，所述轴线获取方法，用于在副反射面圆周中心插入一点，采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，实现在副反射面圆周中心插入第二轴线，所述第二轴线为副反射面轴线。
18.优选地，所述同轴度分析模块，用于在主反射面中心建立坐标系a，在副反射面中心建立坐标系b，将坐标系b的zb轴与副反射面的轴线重合，将坐标系a的za轴与主反射面的轴线重合，以获得主反射面和副反射面的同轴度及相对距离误差。
19.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
20.本发明将激光跟踪测量系统应用于双反射面天线装配同轴度及相对距离分析中，利用其曲线拟合功能获得各反射面坐标系原点、坐标系方向、反射面轴线等，同时根据坐标系转换原理计算获得偏转角、同轴度及相对距离，解决了目前双反射面天线装配缺乏理论支持的问题，能够帮助实现双反射面天线的精准装配，便于双反射面天线装配过程中的位姿分析。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本发明实施例中一种双反射面天线机构的示意图；
23.图2为本发明实施例中副反射面上平面数据采集点的示意图；
24.图3为本发明实施例中主反射面底平面数据采集点示意图以及基准点示意图；
25.图4为本发明实施例中副反射面坐标系、副反射面轴线及主反射面坐标系的示意图；
26.图5为本发明实施例中副反射面原点及轴线在主反射面坐标系中的投影示意图。
27.图中：
28.100为副反射面坐标系b，200为主反射面坐标系a，300为副反射面圆周点数据，400为主反射面圆周点数据，500为副反射面，600为主反射面，700为主反射面底平面，800为主反射面轴线，900为连杆，
29.501为副反射面上平面点数据，601为主反射面底平面点数据，301为基准点，801为副反射面轴线，101为副反射面原点及轴线在主反射面坐标系中的投影。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
31.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
33.下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
34.图1为本发明实施例中一种双反射面天线机构示意图，如图1所示，本发明提供的双反射面天线位姿分析系统，包括：双反射面天线、激光跟踪测量模块、数据拟合模块、轴线获取模块以及同轴度分析模块；
35.所述双反射面天线包括主反射面600和副反射面800，所述主反射面与副反射面通过多根连杆900相连；
36.所述激光跟踪测量模块，用于测量主反射面和副反射面，以获得所述双反射面天线的位姿数据。
37.所述数据拟合模块，用于分析激光跟踪测量系统获得的双反射面天线位姿数据以获得主反射面圆周和副反射面圆周；
38.所述轴线获取模块，用于根据所述主反射面圆周、所述副反射面圆周分别获得所述主反射面的轴线、所述副反射面的轴线；
39.所述同轴度分析模块，用于通过所述轴线以及所述主反射面、所述副反射面坐标系分析同轴度。
40.在本发明实施例中，在分析和拟合所述激光跟踪测量系统获得的双反射面天线位姿数据时，采用sa软件模块。
41.2、根据权利要求1所述的双反射面天线位姿分析系统，其特征在于，所述激光跟踪测量模块采用反射球进行单点测量的测量方式。
42.图2为本发明实施例中副反射面上平面数据采集点示意图，如图2所示，所述激光跟踪测量模块，用于对主反射面周边及底平面进行测量，从而获得主反射面的圆周点数据及底平面点数据。
43.图3为本发明实施例中主反射面底平面数据采集点示意图以及基准点示意图，如图3所示，所述激光跟踪测量系统，用于对所述副反射面周边及上端面进行测量，从而获得副反射面的圆周点数据及上端平面点数据。
44.在本发明实施例中，所述数据拟合模块，用于拟合所述主反射面底平面点数据，从而获得主反射面底平面以及将主反射面的圆周点数据投影到底平面生成第一投影点，进而
拟合所有第一投影点，即可得到主反射面圆周。
45.在进行数据拟合时，利用sa软件，采用最佳拟合方式。
46.在本发明实施例中，所述数据拟合模块，用于拟合副反射面上端平面点数据，从而获得副反射面上端平面以及将副反射面圆周点数据投影到上端平面生成第二投影点，进而拟合所有投影点，即可得到副反射面圆周。
47.在进行数据拟合时，利用sa软件，采用最佳拟合方式。
48.在本发明实施例中，所述轴线获取模块，用于在主反射面圆周中心插入一点，采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，实现在所述主反射面圆周中心插入第一轴线，所述第一轴线为主反射面轴线。
49.更为具体地，在sa软件中，采用经过圆中心插入点的方式，在主反射面圆周中心插入一点。采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，在主反射面圆周中心插入一条轴线，该轴线即为主反射面轴线800。
50.在本发明实施例中，所述轴线获取方法，用于在副反射面圆周中心插入一点，采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，实现在副反射面圆周中心插入第二轴线，所述第二轴线为副反射面轴线。
51.更为具体地，在sa软件中，采用经过圆中心插入点的方式，在主反射面圆周中心插入一点。采用通过点并垂直于对象的方式插入轴线，在主反射面圆周中心插入一条轴线，该轴线即为主反射面轴线800。
52.图4为本发明实施例中副反射面坐标系、副反射面轴线及主反射面坐标系的示意图，图5为本发明实施例中副反射面原点及轴线在主反射面坐标系中的投影示意图，如图4、图5所示，所述同轴度分析模块，用于在主反射面中心建立坐标系a，在副反射面中心建立坐标系b，将坐标系b的zb轴与副反射面的轴线重合，将坐标系a的za轴与主反射面的轴线重合，以获得主反射面和副反射面的同轴度及相对距离误差。
53.更为具体地，在进行同轴度分析时，以主反射面600的底平面中心为原点，以垂直于底平面为z轴，以基准点301为y轴建立坐标系a200。以副反射面500的上平面中心为原点，以垂直于上平面为z轴，以基准点301为y轴建立坐标系b100。此时，副反射面坐标系b}00的zb轴与副反轴线801重合，主反射面坐标系{a}200的za轴与主反轴线800重合。
54.假设zb轴与za轴之间的夹角θ，主反射面600与副反射面500之间的轴心距离为l，坐标系b}00原点ob偏离坐标系a200za轴的距离为do，则原点ob可以由一组有序数组表示：
[0055][0056]
原点ob在主反射面坐标系a200oxy面中的投影ob′
，如图3、图4，则
[0057][0058]
副反射面轴线801偏移量dz为：
[0059]dz
＝l
×
tanθ
[0060]
从而获得同轴度u为：
[0061]
u＝2
×
(do dz)
[0062]
l为主、副反射面之间的相对距离，设为理论正确位置，那么相对距离误差σ为：
[0063][0064]
本发明实施例中提供的双反射面天线位姿分析方法，为双反射面天线的位姿分析提供了科学合理的方法，解决了以往双反射面天线位姿分析缺乏理论依据的状况；将激光跟踪测量系统应用于位姿分析中，具有精度高、可靠性好的特点；位姿分析方法的提出，为双反射面天线的自动化装配提供了理论基础。
[0065]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0066]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。