技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線測試技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種基于機器人的天線智能測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

隨著射頻微波技術(shù)的不斷發(fā)展，天線測試作為其中必不可少的環(huán)節(jié)也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。天線測試手段之中，基于暗室的天線測試又是最被廣泛使用的一種。

現(xiàn)有的天線暗室測試系統(tǒng)，基于機械轉(zhuǎn)臺，并針對傳統(tǒng)的無源天線測試要求進行設(shè)計，自動化程度較低，已經(jīng)無法很好的適應(yīng)現(xiàn)代天線測試，尤其是有源陣列天線測試的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種自動化程度高、測試精度高且測試效率高的基于機器人的天線智能測試系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于機器人的天線智能測試系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)，以及通過以太網(wǎng)絡(luò)與該數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)連接的PLC控制系統(tǒng)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，還包括設(shè)置于暗室環(huán)境中的系統(tǒng)平臺，設(shè)置于系統(tǒng)平臺上的遠場安置臺、機器人安置臺和近場安置臺，設(shè)置于機器人安置臺上并用于固定待測天線的工業(yè)六軸機器人，設(shè)置于遠場安置臺上的遠場信標機構(gòu)，以及設(shè)置于近場安置臺上的近場信標機構(gòu)，其中，所述遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)分別在所述工業(yè)六軸機器人兩側(cè)相對分布，所述遠場安置臺和近場安置臺對應(yīng)地在機器人安置臺兩側(cè)相對設(shè)置，且所述遠場安置臺與機器人安置臺保持一定間隔，所述近場安置臺與機器人安置臺相互連通；所述遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)將檢測信息傳輸至所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，所述工業(yè)六軸機器人、遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)通過R422總線與所述PLC控制系統(tǒng)連接。

進一步地，由于平臺較大，為了方便人員安裝操作，所述系統(tǒng)平臺上還設(shè)有布線通道，所述遠場安置臺和近場安置臺上均配置有人梯。

具體地，所述工業(yè)六軸機器人的前端設(shè)有天線固定器。

為了便于測試工作，所述系統(tǒng)平臺上還配置有為待測天線供電和冷卻的輔助設(shè)備，該輔助設(shè)備也與PLC控制系統(tǒng)連接。

更進一步地，所述遠場信標機構(gòu)包括固定于遠場安置臺上的支撐柱，設(shè)置于支撐柱頂部的可固定的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)頭，安置于轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)頭上的橫向調(diào)節(jié)軌道，匹配地安置于橫向調(diào)節(jié)軌道上的并可固定的信標安置座，以及安裝于信標安置座上的遠場信標，其中，所述遠場信標與所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)連通。

更進一步地，所述近場信標機構(gòu)包括固定于近場安置臺上并沿靠近和遠離所述工業(yè)六軸機器人方向走向的平移導(dǎo)軌，匹配地安置于平移導(dǎo)軌上并通過伺服電機驅(qū)動絲桿帶動的平移支架，設(shè)置于平移支架上并沿豎直方向走向的升降導(dǎo)軌，匹配地安置于升降導(dǎo)軌上并通過伺服電機驅(qū)動的升降連接塊，與升降連接塊固定連接的近場支撐柱，安裝于近場支撐柱頂端的信標安裝座，以及安裝于信標安裝座上的近場信標，其中，所述近場信標與所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)連通，所述伺服電機受所述PLC控制系統(tǒng)控制。

本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和工業(yè)六軸機器人為現(xiàn)有設(shè)備，其具體構(gòu)造在此不再贅述。

本發(fā)明還提供了一種基于機器人的天線智能測試方法，其利用上述基于機器人的天線智能測試系統(tǒng)，通過如下步驟實現(xiàn)：

（1）將待測天線安裝在所述工業(yè)六軸機器人的前端，并將待測天線與輔助設(shè)備連接；

（2）通過數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)預(yù)設(shè)測試參數(shù)，并通過PLC控制系統(tǒng)將預(yù)設(shè)的測試參數(shù)轉(zhuǎn)化為控制指令分別發(fā)送至工業(yè)六軸機器人、遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)，其中，所述測試參數(shù)包括測試方式、測試范圍和測試距離，并且所述測試方式為遠場測試或/和近場測試；

（3-1）在遠場測試時，所述工業(yè)六軸機器人根據(jù)控制指令調(diào)整待測天線與遠場信標機構(gòu)的相對距離，并在預(yù)設(shè)的測試范圍內(nèi)移動待測天線，使遠場信標機構(gòu)采集相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)；

（3-2）在近場測試時，所述工業(yè)六軸機器人和近場信標機構(gòu)均根據(jù)控制指令調(diào)整待測天線與近場信標機構(gòu)之間的相對距離，并且工業(yè)六軸機器人在預(yù)設(shè)的測試范圍內(nèi)移動待測天線，使近場信標機構(gòu)采集相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)；

（3-3）在遠場測試與近場測試切換時，控制工業(yè)六軸機器人沿軸線轉(zhuǎn)動180°；

（4）所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)所采集到的測試數(shù)據(jù)，并將其傳輸至所述數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)處理，獲得待測天線的各項指標并輸出顯示。

進一步地，所述步驟（2）中在預(yù)設(shè)測試參數(shù)后，還將所需要采集的待測天線指標發(fā)送給矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，進行測試儀器配置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明通過工業(yè)六軸機器人來夾持待測天線，來進行近場測試和遠場測試，自動化程度極高，使用者只需完成待測天線的架設(shè)和遠場信標的標定，系統(tǒng)即可無需干預(yù)地進行天線各項指標的測試，而且由機器人控制待測天線位置，且近場信標位置也可被調(diào)整，有效地保證了測試精度，并極大地提高了天線測試效率，而且本發(fā)明設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)相對簡單，方便實用，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。

（2）本發(fā)明中近場信標機構(gòu)可以調(diào)節(jié)位置，以便為待測天線的近場測試提供最佳測試距離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明中系統(tǒng)平臺部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中遠場信標機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中近場信標機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中工業(yè)六軸機器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中測試方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖1至圖6所示，該基于機器人的天線智能測試系統(tǒng)，不僅可以用于無源天線的測試，而且可以用于有源天線的測試，具體包括數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)絡(luò)與該數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)連接的PLC控制系統(tǒng)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，設(shè)置于暗室環(huán)境中的系統(tǒng)平臺1，設(shè)置于系統(tǒng)平臺上的遠場安置臺2、機器人安置臺3和近場安置臺4，設(shè)置于機器人安置臺上并用于固定待測天線的工業(yè)六軸機器人5，設(shè)置于遠場安置臺上的遠場信標機構(gòu)6，以及設(shè)置于近場安置臺上的近場信標機構(gòu)7，其中，所述遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)分別在所述工業(yè)六軸機器人兩側(cè)相對分布，所述遠場安置臺和近場安置臺對應(yīng)地在機器人安置臺兩側(cè)相對設(shè)置，且所述遠場安置臺與機器人安置臺保持一定間隔，所述近場安置臺與機器人安置臺相互連通；所述遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)將檢測信息傳輸至所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，所述工業(yè)六軸機器人、遠場信標機構(gòu)和近場信標機構(gòu)通過R422總線與所述PLC控制系統(tǒng)連接。由于平臺較大，通常情況下遠場測試所需的距離從幾米到十幾米不等，而近場測試所需的距離只在1米內(nèi)或10厘米內(nèi)，尤其是有源天線，常常需要近場和遠場兩個方面的指標數(shù)據(jù)；為了方便人員安裝操作，所述系統(tǒng)平臺上還設(shè)有布線通道8，所述遠場安置臺和近場安置臺上均配置有人梯9。具體地，所述工業(yè)六軸機器人的前端設(shè)有天線固定器10。該天線固定器用于安裝待測天線，并配合相應(yīng)的輔助連接。

為了便于測試工作，所述系統(tǒng)平臺上還配置有為待測天線供電和冷卻的輔助設(shè)備。該設(shè)備的具體型號和功能根據(jù)需求配置，例如電源、發(fā)電機、風(fēng)扇、接線器等等，圖示中未顯示。

更進一步地，所述遠場信標機構(gòu)包括固定于遠場安置臺上的支撐柱21，設(shè)置于支撐柱頂部的可固定的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)頭22，安置于轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)頭上的橫向調(diào)節(jié)軌道23，匹配地安置于橫向調(diào)節(jié)軌道上的并可固定的信標安置座24，以及安裝于信標安置座上的遠場信標25，其中，所述遠場信標與所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)連通。在具體應(yīng)用中，所述轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)頭和信標安置座均可采用伺服電機等自動化設(shè)備驅(qū)動，其可固定的功能則通過鎖緊機構(gòu)實現(xiàn)，并且這些伺服電機和鎖緊機構(gòu)均可接受PLC控制系統(tǒng)的控制。

更進一步地，所述近場信標機構(gòu)包括固定于近場安置臺上并沿靠近和遠離所述工業(yè)六軸機器人方向走向的平移導(dǎo)軌11，匹配地安置于平移導(dǎo)軌上并通過伺服電機12驅(qū)動絲桿帶動的平移支架13，設(shè)置于平移支架上并沿豎直方向走向的升降導(dǎo)軌14，匹配地安置于升降導(dǎo)軌上并通過伺服電機驅(qū)動的升降連接塊15，與升降連接塊固定連接的近場支撐柱16，安裝于近場支撐柱頂端的信標安裝座17，以及安裝于信標安裝座上的近場信標18，其中，所述近場信標與所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)連通，所述伺服電機受所述PLC控制系統(tǒng)控制。

本發(fā)明工作中，數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)對整個系統(tǒng)進行總體控制，PLC控制系統(tǒng)負責(zé)對伺服電機和機器人等裝置進行整體控制，待測天線安裝在工業(yè)六軸機器人前端的天線固定器上，通過改變機器人的姿態(tài)，實現(xiàn)不同角度天線輻射特性的測試；近場信標和遠場信標采集對應(yīng)的射頻信號幅相信息，并通過數(shù)據(jù)線纜與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。在具體測試時，有數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)獲得測試任務(wù)后，將測試頻率范圍、測試間隔時間等指標下達給矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，完成測試儀器的配置，同時，將機器人姿態(tài)，近場信標和遠場信標的位置等信息下達給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)解算相關(guān)指令，并通過總線驅(qū)動工業(yè)六軸機器人及近場信標機構(gòu)的伺服電機移動調(diào)節(jié)到所需的姿態(tài)及位置。在進行近場測試時，PLC控制系統(tǒng)驅(qū)動連接待測天線的工業(yè)六軸機器人對準近場信標，并在所需掃描范圍內(nèi)移動，近場信標將相關(guān)電場幅相數(shù)據(jù)采集并傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；在進行遠場測試時，PLC控制系統(tǒng)驅(qū)動連接待測天線的工業(yè)六軸機器人對準遠場信標，并根據(jù)待測角度調(diào)整為對應(yīng)姿態(tài)，遠場信標將相關(guān)電場幅相數(shù)據(jù)采集并傳輸至矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；數(shù)據(jù)處理互交系統(tǒng)從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀處讀取近場和遠場測試數(shù)據(jù)并進行處理，顯示得出幅相分布、二維/三維方向圖、EIRP、G/T值等指標。

上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。