專利名稱：一種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線波束寬度標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法及裝置。
背景技術(shù)：
無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號功率，通過饋線(電纜)輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來并通過饋線送到無線接收機(jī)?？梢姡炀€是發(fā)射和接收電磁波的ー個(gè)重要的無線電設(shè)備，沒有天線也就沒有無線電通信。衡量天線性能的參數(shù)之ー是波束寬度。天線波束寬度(Antenna beamwidth),又名半功率波束寬帶。天線波束寬度有兩種水平波束寬度及垂直波束寬度；水平波束寬是指 在水平方向上，在最大輻射方向2側(cè)，輻射功率下降3dB的兩個(gè)方向的夾角；而垂直波束寬度是指在垂直方向上，在最大輻射方向2側(cè)，輻射功率下降3dB的2個(gè)方向的夾角。目前，測定天線波束寬度的方法是通過暗室來進(jìn)行，這樣的標(biāo)定方法準(zhǔn)確性不高，不能比較準(zhǔn)確地反映天線波束寬度，因而無法準(zhǔn)確地描述天線性能；另外，這種測定天線波束的方法建設(shè)測試條件的投資較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有暗室近場測量方法標(biāo)定天線波束寬度準(zhǔn)確性不高以及建設(shè)測試條件投資大的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法，包括以下步驟
將天線固定放置在一平臺上。通過方位電機(jī)驅(qū)動所述平臺的旋轉(zhuǎn)，通過俯仰電機(jī)驅(qū)動所述平臺的俯仰，使所述天線的天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)，即使所述天線對準(zhǔn)太陽，通過俯仰角傳感器及方位角傳感器獲取此時(shí)所述天線的俯仰角度a和方位角度b。驅(qū)動所述平臺以所述俯仰角度a和方位角度b為中心分別做俯仰或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)獲取所述天線的俯仰角度、方位角度與所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度。根據(jù)獲取的所述俯仰角度、方位角度以及所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算出天線波束寬度。本發(fā)明的目的還在于提供ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，包括俯仰方位轉(zhuǎn)臺，所述俯仰方位轉(zhuǎn)臺包括固定在支架上的用于放置天線的平臺、在所述支架下設(shè)控制所述平臺俯仰或方位運(yùn)動的俯仰電機(jī)、方位電機(jī)及采集所述平臺俯仰角度及方位角度的俯仰角度傳感器、方位角度傳感器。傳輸單元，傳送驅(qū)動所述俯仰電機(jī)、方位電機(jī)的控制信號，采集所述俯仰角度傳感器、方位角度傳感器采集的俯仰角度與方位角度以及天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度傳輸給控制處理單元。控制處理單元，輸出所述控制信號，根據(jù)所述俯仰角度與方位角度以及天線接收機(jī)信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算天線波束寬度。所述俯仰電機(jī)通過螺桿、俯仰轉(zhuǎn)軸與所述平臺連接；所述方位電機(jī)通過傳動齒輪、方位旋轉(zhuǎn)軸連接所述支架。所述俯仰角度傳感器設(shè)在所述俯仰轉(zhuǎn)軸上，所述方位角度傳感器設(shè)在所述支架上。 所述的支架固定在ー底盤上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果本發(fā)明利用太陽為信號源，通過俯仰旋轉(zhuǎn)平臺帶動天線作俯仰或旋轉(zhuǎn)動作，通過遠(yuǎn)場來直接測量天線波束寬度，相比近場暗室測量是通過計(jì)算獲取天線波束寬度而言，獲取的天線波束寬度準(zhǔn)確性更高；同時(shí)標(biāo)定方法和標(biāo)定裝置更簡單，且不需要暗室，成本較，從而解決了暗室測定天線波束方法建設(shè)測試條件的投資較大的問題。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置的俯仰方位轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的天線在俯仰方位轉(zhuǎn)臺的放置示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置的工作原理示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的以太陽為信號源的天線波束寬度的標(biāo)定方法的控制流程圖。附圖標(biāo)記1_平臺、2-螺桿、3-俯仰電機(jī)、4-俯仰轉(zhuǎn)軸、5-俯仰角度傳感器、6_支架、7-方位角度傳感器、8-底盤、9-方位旋轉(zhuǎn)軸、10-傳動齒輪、11-方位電機(jī)、12-天線。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說明。本發(fā)明把太陽看成發(fā)射電磁波的點(diǎn)源，以太陽為信號源，通過旋轉(zhuǎn)、俯仰天線來獲取天線波束寬度。ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法，包括以下步驟1)、將天線12固定放置在平臺I上。2)、通過方位電機(jī)11驅(qū)動所述平臺I的旋轉(zhuǎn),通過俯仰電機(jī)4驅(qū)動所述平臺I的俯仰，使所述天線的天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)，也就是使所述的天線對準(zhǔn)太陽，通過俯仰角傳感器及方位角傳感器獲取此時(shí)所述天線的俯仰角度a和方位角度b。由于所述天線12固定放置在所述平臺I上，因此，所述平臺I的俯仰角度a和方位角度b，即為所述天線12的俯仰角度a和方位角度b。3)、驅(qū)動所述平臺以所述俯仰角度a和方位角度b為中心分別做俯仰或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)獲取所述天線的俯仰角度、方位角度與所述的天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，存入數(shù)據(jù)庫。
4)、根據(jù)獲取的所述天線的俯仰角度、方位角度以及所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算天線波束寬度。設(shè)天線的天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)時(shí)信號功率強(qiáng)度為Amax，此時(shí)刻獲得天線的俯仰角度a和方位角度b,那么當(dāng)天線俯仰角度從a降到a-al時(shí)，當(dāng)天線接收機(jī)信號降到Amax的一半時(shí),a-al為第一個(gè)俯仰半功率點(diǎn)。再將天線俯仰角度從a升到a+a2時(shí),天線接收機(jī)信號降到Amax的一半時(shí)，a+al為第二個(gè)俯仰半功率點(diǎn),那么,天線在俯仰方向的天線波束寬度為al+a2。同樣，當(dāng)天線的方位角度從b降到b-bl時(shí),天線接收機(jī)信號降到Amax的一半?yún)?，b-bl為第一個(gè)方位半功率點(diǎn)；再將天線方位角度從b轉(zhuǎn)到b+b2時(shí)，天線接收機(jī)信號降到Amax的一半?yún)?，b+b2為第二個(gè)俯仰半功率點(diǎn)，那么天線在方位方向的天線波束寬度為bl+b2。 本發(fā)明通過上述的方法，即實(shí)現(xiàn)了直接測量標(biāo)定天線波束寬度，與暗室近場標(biāo)定是通過測量計(jì)算而獲得的天線波束寬度相比，標(biāo)定的準(zhǔn)確性更高。本發(fā)明實(shí)施例還提供了 ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置。參見圖廣4所示，ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，包括
俯仰方位轉(zhuǎn)臺，所述的俯仰方位轉(zhuǎn)臺包括用于放置天線12的平臺I、所述的平臺I固定放置在一支架6上，在所述的支架6下方設(shè)有用于驅(qū)動所述平臺I俯仰運(yùn)動的俯仰電機(jī)3、用于驅(qū)動所述支架6及平臺I作水平方位旋轉(zhuǎn)的方位電機(jī)11以及采集所述平臺I的俯仰角度的俯仰角度傳感器5、采集所述平臺I的方位角度的方位角度傳感器7 ；
傳輸單兀，用于將控制處理單兀輸出的控制信號傳輸給所述俯仰電機(jī)3和方位電機(jī)11，控制所述驅(qū)動俯仰電機(jī)3和方位電機(jī)11運(yùn)動，從而帶動所述的平臺I作相應(yīng)運(yùn)動，同時(shí)將所述俯仰角度傳感器5和方位角度傳感器7采集的平臺I的俯仰角度與方位角度以及天線12的天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度傳輸給所述控制處理單元；
控制處理單元，用于輸出驅(qū)動所述俯仰電機(jī)3和方位電機(jī)11的控制信號，井根據(jù)所述俯仰角度傳感器5與方位角度傳感器7采集的俯仰角度與方位角度以及天線12的天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算天線波束寬度。所述的平臺I固定在支架6上、所述的俯仰電機(jī)3通過螺桿2、俯仰轉(zhuǎn)軸4與所述的平臺I連接；所述的方位電機(jī)11通過傳動齒輪10、方位旋轉(zhuǎn)軸9連接所述的支架6。所述俯仰角度傳感器5設(shè)在所述的俯仰轉(zhuǎn)軸4上，所述方位角度傳感器7設(shè)在所述的支架6上。所述支架6固定在ー底盤8上。下面結(jié)合圖2 4，對運(yùn)用本發(fā)明實(shí)施例提供的天線波束寬度標(biāo)定裝置進(jìn)行天線波束覽度的標(biāo)定說明如下
將天線12固定放置在所述俯仰方位轉(zhuǎn)臺的平臺I上；
通過控制處理單元輸出控制信號，驅(qū)動所述俯仰電機(jī)2及方位電機(jī)11驅(qū)動所述平臺I作俯仰運(yùn)動或水平旋轉(zhuǎn)，使的天線12的天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)，也就是使所述的天線對準(zhǔn)太陽，通過所述的俯仰角度傳感器及方位角度傳感器獲取此時(shí)刻的天線12的俯仰角度a和方位角度b ；
通過控制處理單元輸出控制信號，驅(qū)動所述平臺I以所述的俯仰角a和方位角b為中心分別做俯仰或旋轉(zhuǎn)，并通過所述的俯仰角度傳感器及方位角度傳感器獲取所述平臺I俯仰或旋轉(zhuǎn)后的俯仰角度、方位角度與天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，存入數(shù)據(jù)庫；
控制處理單元根據(jù)所述的俯仰角度傳感器5及方位角度傳感器7獲取的所述俯仰角度、方位角度以及所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算天線波束覽度。本發(fā)明與暗室測量天線波束寬度的不同點(diǎn)是通過遠(yuǎn)場來直接測量天線波束寬度，與暗室近場標(biāo)定是通過測量計(jì)算而獲得的天線波束寬度相比，標(biāo)定的準(zhǔn)確性更高；同時(shí)，本發(fā)明標(biāo)定方法和設(shè)備簡單，不需要暗室，因而成本較，從而解決了暗室測定天線波束方法建設(shè)測試條件的投資較大的問題。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟ー將天線(12)固定放置在平臺上； 步驟ニ 通過方位電機(jī)(11)驅(qū)動所述平臺(I)的旋轉(zhuǎn)，通過俯仰電機(jī)(4)驅(qū)動所述平臺(I)的俯仰，使所述天線(12)的天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)，使所述天線(12)對準(zhǔn)太陽，通過俯仰角傳感器(5)及方位角傳感器(7)獲取此時(shí)所述天線(12)的俯仰角度a和方位角度b ； 驅(qū)動所述平臺(I)以所述俯仰角度a和方位角度b為中心分別做俯仰或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)獲取所述天線(12)的俯仰角度、方位角度與所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度； 根據(jù)獲取的所述俯仰角度、方位角度以及所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算出天線波束寬度。
2.ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，其特征在于，包括 俯仰方位轉(zhuǎn)臺，所述俯仰方位轉(zhuǎn)臺包括固定在支架(6)上的用于放置天線(12)的平臺(I)、在所述支架(6)下設(shè)控制所述平臺俯仰或方位運(yùn)動的俯仰電機(jī)(3)、方位電機(jī)(11)及采集所述平臺俯仰角度及方位角度的俯仰角度傳感器(5)、方位角度傳感器(7)； 傳輸單元，傳送驅(qū)動所述俯仰電機(jī)(3 )、方位電機(jī)(11)的控制信號，采集所述俯仰角度傳感器(5)、方位角度傳感器(7)采集的俯仰角度與方位角度以及天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度傳輸給控制處理單元； 控制處理單元，輸出所述控制信號，根據(jù)所述俯仰角度與方位角度以及天線接收機(jī)信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算天線波束寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，其特征在于，所述俯仰電機(jī)(3)通過螺桿(2)、俯仰轉(zhuǎn)軸(4)與所述平臺(I)連接；所述方位電機(jī)(11)通過傳動齒輪(10 )、方位旋轉(zhuǎn)軸(9 )連接所述支架(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，其特征在于，所述俯仰角度傳感器(5)設(shè)在所述俯仰轉(zhuǎn)軸(4)上，所述方位角度傳感器(7)設(shè)在所述支架(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定裝置，其特征在于，所述的支架(6)固定在ー底盤(8)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以太陽為信號源的天線波束寬度標(biāo)定方法及裝置，所述方法包括將天線放置在一平臺上；通過電機(jī)驅(qū)動所述平臺俯仰與旋轉(zhuǎn)，使所述天線接收機(jī)輸出信號功率最強(qiáng)，通過俯仰角傳感器及方位角傳感器獲取此時(shí)所述天線俯仰角a和方位角b；驅(qū)動所述平臺以所述俯仰角度a和方位角度b為中心分別做俯仰或旋轉(zhuǎn)，同時(shí)獲取所述天線的俯仰角度、方位角度與所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度；根據(jù)獲取的所述俯仰角度、方位角度以及所述天線接收機(jī)的輸出信號強(qiáng)度，根據(jù)天線波束寬度定義計(jì)算出的天線波束寬度。本發(fā)明相比暗室測量，獲取的天線波束寬度準(zhǔn)確性更高，同時(shí)測量方法和裝置更簡單，成本較，解決了暗室測定法建設(shè)測試條件投資較大的問題。
文檔編號G01R29/08GK102692568SQ201210192219
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者余人麟, 馬舒慶 申請人:北京愛爾達(dá)電子設(shè)備有限公司