一种单探头球面天线扫描机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种单探头球面天线扫描机构，属于近场天线测试技术领域。


背景技术：

2.目前主要采用单探头球面扫描机构或多探头球面扫描机构进行近场天线测试。而目前的单探头球面扫描机构和多探头扫描机构得到的探头幅值和相位信息均由探头安装机构和转台复合而成，误差较大，影响天线测试结果。
3.单探头球面扫描机构通过单个探头配合转台等机构实现球面扫描。主要分为固定式探头和移动式探头两种：1、固定式探头安装在固定支架上，对准天线中心，天线安装在两轴转台上，可进行方位和俯仰旋转，通过拟合实现探头球面扫描；2、移动式探头安装在以天线为球心的弧形导轨或其他机构上，可沿天线中心做弧形运动，天线在转台上，可沿转台中心旋转，通过拟合实现探头球面扫描。多探头球面扫描机构通过多个探头配合转台等机构实现球面扫描。固定式单探头球面扫描机构受限于两轴转台的俯仰角转动范围，需要多次调整探头位置和角度才能完成全部测量，操作步骤繁琐，位置信息误差大，测试效率。移动式单探头球面扫描机构的探头安装在弧形导轨上进行采样，安装结构复杂。
4.多个探头等角度安装在以天线为球心的弧形安装架上，各探头对准天线中心，天线安装在转台上，可沿转台中心旋转，通过拟合实现球面扫描。多探头球面扫描机构由于安装多个探头扫描效率高，但是对探头的指向精度和位置精度安装要求高，成本高。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种单探头球面天线扫描机构，能够仅通过单个探头的环绕转动，实现对待测天线的扫描，操作步骤简单，测试效率高，成本较低。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种单探头球面天线扫描机构，包括转台，所述转台上设有用于安装待测天线的天线安装支架，所述转台上还设有沿水平面绕待测天线转动的方位部件，所述方位部件上设有沿竖直面绕待测天线转动的俯仰部件，所述俯仰部件上设有极化部件，所述极化部件上可转动的设有探头。
8.可供选择的，所述天线安装支架为升降式。
9.可供选择的，所述极化部件设于俯仰部件的一端部，所述俯仰部件的另一端部设有俯仰配重块。
10.可供选择的，所述方位部件和/或俯仰部件和/或极化部件上设有吸波材料。
11.可供选择的，所述方位部件通过第一转动电机可转动的设于转台上。
12.可供选择的，所述方位部件上设有第一角度编码器。
13.可供选择的，所述俯仰部件通过第二转动电机可转动的设于方位部件上。
14.可供选择的，所述俯仰部件上设有第二角度编码器。
15.可供选择的，所述探头通过第三转动电机可转动的设于极化部件上。
16.可供选择的，所述转台的底部设有支脚。
17.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型所提供的一种单探头球面天线扫描机构，将待测天线固定在扫描中心的支架上，通过控制机构的方位、俯仰和极化角转动，实现以待测天线为球心进行球面扫描；
19.2、本实用新型所提供的一种单探头球面天线扫描机构，可按扫描步进自动实现探头以待测天线为球心进行球面扫描，步进角度可任意设置，探头的相位和幅值信息由机构自动采集并直接输出，通过转动电机加角度编码器实现闭环控制，能够用于提升测试精度；减小俯仰转动的偏心力矩；提高待测天线的性能测试精度。
附图说明
20.图1是本实用新型的立体结构示意图；
21.图2是本实用新型的平面结构示意图；
22.图3是本实用新型的剖视图。
23.图中标记：1-转台，2-天线安装支架，3-方位部件，4-俯仰部件，5-极化部件，6-探头，7-俯仰配重块，8-吸波材料，9-第一转动电机，10-第一角度编码器，11-第二转动电机，12-第二角度编码器，13-第三转动电机，14-支脚，15-控制装置，16-待测天线。
具体实施方式
24.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.一种单探头球面天线扫描机构，如图1所示，包括转台1，所述转台1上设有用于安装待测天线16的天线安装支架2，所述转台1上还设有沿水平面绕待测天线16转动的方位部件3，所述方位部件3上设有沿竖直面绕待测天线16转动的俯仰部件4，所述俯仰部件4上设有极化部件5，所述极化部件5上可转动的设有探头6。
27.具体的，所述转台1能够为安装于其上的机构提供支撑；所述天线安装支架2能够用于支撑待测天线16；所述方位部件3能够带动探头6在水平面上绕待测天线16转动；所述俯仰机构能够带动探头6在竖直面上绕待测天线16转动；所述极化部件5能够带动探头6实现探头6自身的转动。通过方位部件3、俯仰部件4、极化部件5以及探头6，能够实现探头6绕待测天线16进行球面转动，从而进行球面扫描。进一步的，所述方位部件3绕天线安装支架2转动，所述探头6与方位部件3的转轴位于同一竖直面，能够保证探头6的轨迹为球面。其中，所述待测天线16处于球面扫描的球心。具体的，所述探头6朝向球心，从而能够扫描待测天线16。
28.作为另一具体的实施方式，所述天线安装支架2为升降式。通过升降式的天线安装支架2能够调整待测天线16的高度，从而保证俯仰机构以待测天线16为圆心进行沿竖直面的扫描。
29.作为另一具体的实施方式，所述极化部件5设于俯仰部件4的一端部，所述俯仰部件4的另一端部设有俯仰配重块7。所述俯仰配重块7能够根据探头6重量进行调整配平，从而减小俯仰转动的偏心力矩。
30.作为另一具体的实施方式，所述方位部件3和/或俯仰部件4和/或极化部件5上设有吸波材料8。所述吸波材料8能够减少机构金属面的反射，从而提高待测天线16的性能测试精度。进一步的，所述吸波材料8设于方位部件3和/或俯仰部件4和/或极化部件5的朝向待测天线16的一面，能够在满足使用需要的同时，减少吸波材料8的使用成本。
31.作为另一具体的实施方式，所述方位部件3通过第一转动电机9可转动的设于转台1上。所述方位部件3设于第一转动电机9的输出轴上，通过第一转动电机9能够实现方位部件3的自动步进，即沿水平面绕待测天线16转动。其中，所述转台1内设有空腔，所述第一转动电机9设于空腔内，从而能够对第一转动电机9进行保护并且能够节约空间。进一步的，所述第一转动电机9能够实现0～360
°
范围内的转动。其中，所述第一转动电机9的扫描步进角度可任意设置，在本实施方式中，所述第一转动电机9的最小扫描步进为0.01
°
。
32.作为另一具体的实施方式，所述方位部件3上设有第一角度编码器10。通过第一角度编码器10能够实现探头6沿水平面转动角度实时反馈并输出。进一步的，所述第一角度编码器10设于第一转动电机9的输出轴上。
33.作为另一具体的实施方式，所述俯仰部件4通过第二转动电机11可转动的设于方位部件3上。其中，所述第二转动电机11固定设置于方位部件3上，所述俯仰部件4设于第二转动电机11的输出轴上，通过第二转动电机11能够实现俯仰部件4的自动步进，即沿水竖直面绕待测天线16转动。进一步的，所述第二转动电机11能够实现﹢170
°
～-170
°
范围内的转动。其中，所述第二转动电机11的扫描步进角度可任意设置，在本实施方式中，所述第二转动电机11的最小扫描步进为0.01
°
。
34.作为另一具体的实施方式，所述俯仰部件4上设有第二角度编码器12。通过第二角度编码器12能够实现探头6沿竖直面转动角度实时反馈并输出。进一步的，所述第二角度编码器12设于第二转动电机11的输出轴上。
35.作为另一具体的实施方式，所述探头6通过第三转动电机13可转动的设于极化部件5上。能够实现探头6的转动扫描。进一步的，所述探头6通过第三转动电机13能够实现0～360
°
范围内的转动。
36.作为另一具体的实施方式，所述转台1的底部设有支脚14。进一步的，所述支脚14包括四个。
37.进一步的，所述转台1上还设有用于分别控制第一转动电机9、第二转动电机11和第三转动电机13的控制装置15。
38.本实施例所提供的一种单探头球面天线扫描机构，其工作过程如下：
39.1、将待测天线16安装在天线安装支架2上，并保证其在扫描球形位置内，根据天线测试需要选择探头6安装在极化部件5上，调整俯仰配重块7使俯仰部件4基本平衡；
40.2、通过设置第一转动电机9、第二转动电机11和第三转动电机13进行扫描类型、扫描范围和扫描步进角度的设置；
41.3、方位部件3实现探头6沿水平面的方位旋转，俯仰部件4实现探头6沿竖直面的俯仰旋转，极化部件5实现探头6的极化转动，按照设置步进角度完成采样后机构输出当前探
头6的位置信息，当完成所有采样点的采用后，输出完整的位置信息。
42.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
43.1、本实用新型所提供的一种单探头球面天线扫描机构，将待测天线16固定在扫描中心的支架上，通过控制机构的方位、俯仰和极化角转动，实现以待测天线16为球心进行球面扫描；
44.2、本实用新型所提供的一种单探头球面天线扫描机构，可按扫描步进自动实现探头6以待测天线16为球心进行球面扫描，步进角度可任意设置，探头6的相位和幅值信息由机构自动采集并直接输出，通过转动电机加角度编码器实现闭环控制，能够用于提升测试精度；减小俯仰转动的偏心力矩；提高待测天线16的性能测试精度。
45.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。