一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是雷達(dá)天線系統(tǒng)裝配調(diào)試過(guò)程中，對(duì)天線饋源進(jìn)行定位測(cè)量時(shí)，使用的可調(diào)式輔助定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在雷達(dá)天線系統(tǒng)的裝配后調(diào)試前，需要對(duì)饋源位置進(jìn)行預(yù)定位，由于天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常直接對(duì)饋源和反射面之間的相位中心和焦點(diǎn)相對(duì)位置進(jìn)行測(cè)量的調(diào)整。目前一種可靠、高效的方法是利用激光跟蹤儀進(jìn)行高精度的位置測(cè)量，并不斷給出饋源實(shí)際坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)之間的誤差，直至將饋源調(diào)整至誤差允許范圍內(nèi)。其調(diào)整過(guò)程主要在已加工好的饋源支架的基礎(chǔ)上采用增減墊片的方式調(diào)節(jié)支架末端饋源的位置，這種方式有幾個(gè)缺點(diǎn):一是無(wú)法量化增減墊片與饋源位置的準(zhǔn)確關(guān)系，需要反復(fù)嘗試，效率較低；二是無(wú)法得到饋源安裝面在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系中的位置，一旦饋源或支架位置發(fā)生變動(dòng)后，很容易導(dǎo)致前期測(cè)試結(jié)果作廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于雷達(dá)饋源的可調(diào)式測(cè)量輔助定位裝置，在測(cè)量和調(diào)整饋源位置的過(guò)程當(dāng)中，能夠?qū)⒍鄠€(gè)空間自由度的調(diào)整量進(jìn)行記錄。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位裝置:
[0005]包括了安裝基座，三個(gè)平移自由度的縱向?qū)к?、橫向?qū)к墶⒋瓜驅(qū)к?，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的俯仰角轉(zhuǎn)軸、方位角轉(zhuǎn)軸和用于激光跟蹤儀靶球測(cè)量的固定座、饋源轉(zhuǎn)接板共七個(gè)主要部件。安裝基座底面分布有幾個(gè)通孔，便于采用螺釘連接固定在天線支架上。此外，安裝基座底面加工了一個(gè)定位槽，尺寸與天線支架上的定位凸臺(tái)具有配合關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)本裝置的緊固與定位?？v向、橫向、垂向?qū)к壏謩e由三個(gè)帶有阻尼保持力和刻度指示的導(dǎo)軌滑塊套件構(gòu)成。縱向?qū)к壍能壍拦潭ㄔ诎惭b基座上，垂向?qū)к壍能壍腊惭b在縱向?qū)к壍幕瑝K上，橫向?qū)к壍能壍腊惭b在垂向?qū)к壍幕瑝K上。根據(jù)常規(guī)尺寸雷達(dá)天線制造裝配的特點(diǎn)，饋源在三個(gè)自由度方向上的位移通常為厘米級(jí)，所以導(dǎo)軌不會(huì)因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致降低剛度。俯仰角、方位角轉(zhuǎn)軸主要由臺(tái)階軸、滾動(dòng)軸承、外殼、旋轉(zhuǎn)碼盤構(gòu)成。俯仰角轉(zhuǎn)軸外殼固定在橫向?qū)к壍幕瑝K上，方位角轉(zhuǎn)軸外殼固定在俯仰角轉(zhuǎn)軸臺(tái)階軸末端。通常俯仰角和方位角誤差均在10°以內(nèi)，因此旋轉(zhuǎn)碼盤只取±10°量程即可。固定座固定在方位角轉(zhuǎn)軸臺(tái)階軸末端，固定座外表面為一個(gè)平面及兩個(gè)靶球定位孔，定位孔加工成錐形孔，此錐形孔的加工精度要求很高，靶球以其定位時(shí)可以獲得足夠的定位精度。在錐形孔的背面配有磁鐵，用于吸住靶球。其中一個(gè)定位孔模擬饋源相位中心位置，另一個(gè)定位孔用于輔助定位，提供建立饋源局部坐標(biāo)系的坐標(biāo)要素。饋源轉(zhuǎn)接板主要用于將饋源喇叭和固定座對(duì)接固定，固定座和饋源轉(zhuǎn)接板的連接面配有定位孔以保證位置精度。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的激光跟蹤儀靶球測(cè)量狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2為本發(fā)明的饋源電性能測(cè)試狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中標(biāo)號(hào)名稱:1、安裝基座，2、縱向?qū)к墸?、橫向?qū)к墸?、垂向?qū)к墸?、俯仰角轉(zhuǎn)軸，6、方位角轉(zhuǎn)軸，7、固定座，8、定位孔，9、輔助定位孔，10、革E球，11、饋源轉(zhuǎn)接板，12、饋源。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明涉及了一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位裝置及方法。具體實(shí)施步驟如下:
[0010]步驟一:利用該裝置測(cè)量輔助定位時(shí)，首先將安裝基座1安裝在天線系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)安裝面上，再將各導(dǎo)軌2、3、4及轉(zhuǎn)軸5、6位置調(diào)整至中點(diǎn)。
[0011]步驟二:利用激光跟蹤儀開(kāi)始建立天線系統(tǒng)的基準(zhǔn)，并導(dǎo)入理論三維模型，則可知反射面焦點(diǎn)和饋源相位中心各自的理論位置。其中，由于反射面的測(cè)量調(diào)整先于饋源相位中心進(jìn)行，所以反射面焦點(diǎn)的坐標(biāo)要以調(diào)整后的實(shí)際位置而定。
[0012]步驟三:當(dāng)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)位置測(cè)量時(shí)，將激光跟蹤儀靶球10放置在模擬饋源相位中心的定位孔8和輔助定位孔9上，建立模擬饋源的局部坐標(biāo)系。不斷利用激光跟蹤儀對(duì)靶球10的位置進(jìn)行采樣，所得測(cè)量位置與理論位置進(jìn)行比對(duì)，即可得出各運(yùn)動(dòng)自由度的調(diào)整量。多次調(diào)整直至靶球10 (即模擬饋源相位中心)的位置誤差滿足定位要求，記錄裝置中部件2、3、4、5、6的位置刻度，即可得到后續(xù)電訊測(cè)試調(diào)整的基本位置參數(shù)。當(dāng)需要進(jìn)行電性能測(cè)試時(shí)，將饋源轉(zhuǎn)接板11連接饋源12后，使用定位螺釘安裝在固定座7上，即可對(duì)饋源進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，僅需在上述步驟的基礎(chǔ)上進(jìn)行位置微調(diào)即可得到饋源的最佳位置調(diào)整量。至此，記錄裝置上的所有刻度讀數(shù)并換算，可得到需要配做的饋源支架的關(guān)鍵尺寸參數(shù)。
[0013]此外，根據(jù)不同型號(hào)的雷達(dá)，僅需更換適配對(duì)應(yīng)定位槽的安裝基座即可，該裝置本身具有一定普適性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位裝置，其特征在于:包含安裝基座(1)，三個(gè)平移自由度的縱向?qū)к?2)、橫向?qū)к?3)、垂向?qū)к?4)，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的俯仰角轉(zhuǎn)軸(5)、方位角轉(zhuǎn)軸(6)，一個(gè)固定座(7); 其中縱向?qū)к?2)、橫向?qū)к?3)、垂向?qū)к?4)分別由三個(gè)帶有阻尼保持力和刻度指示的導(dǎo)軌滑塊套件構(gòu)成；縱向?qū)к?2)的軌道固定在安裝基座(1)上，垂向?qū)к?4)的軌道安裝在縱向?qū)к?2)的滑塊上，橫向?qū)к?3)的軌道安裝在垂向?qū)к?4)的滑塊上； 其中俯仰角轉(zhuǎn)軸(5)、方位角轉(zhuǎn)軸￠)由臺(tái)階軸、滾動(dòng)軸承、外殼、旋轉(zhuǎn)碼盤構(gòu)成；俯仰角轉(zhuǎn)軸(5)外殼固定在橫向?qū)к?3)的滑塊上，方位角轉(zhuǎn)軸(6)外殼固定在俯仰角轉(zhuǎn)軸(5)臺(tái)階軸末端； 固定座(7)固定在方位角轉(zhuǎn)軸(6)臺(tái)階軸末端； 各部件均設(shè)有刻度指示并具有阻尼保持力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式雷達(dá)饋源測(cè)量輔助定位裝置，其特征在于: 所述固定座(7)外表面為一個(gè)平面及兩個(gè)激光跟蹤儀靶球定位孔，定位孔加工成錐形孔用于激光跟蹤儀靶球(10)定位時(shí)獲得足夠的定位精度；在錐形孔的背面配有磁鐵，用于吸住激光跟蹤儀靶球(10);其中一個(gè)定位孔模擬饋源相位中心位置，另一個(gè)定位孔用于輔助定位，提供建立饋源局部坐標(biāo)系的坐標(biāo)要素。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式雷達(dá)饋源測(cè)量輔助定位裝置，其特征在于:所述饋源轉(zhuǎn)接板(11)主要用于將饋源喇叭和固定座(7)進(jìn)行固定，饋源轉(zhuǎn)接板(11)連接饋源(12)后，使用定位螺釘安裝在固定座(7)上，即可對(duì)饋源進(jìn)行后續(xù)測(cè)試；固定座(7)和饋源轉(zhuǎn)接板(11)的連接面配有定位孔以保證位置精度。4.一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位方法，其特征在于: 步驟一:將安裝基座(1)安裝在天線系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)安裝面上，將縱向?qū)к?2)、橫向?qū)к?3)、垂向?qū)к?4)及俯仰角轉(zhuǎn)軸(5)、方位角轉(zhuǎn)軸(6)位置調(diào)整至中點(diǎn)； 步驟二:利用激光跟蹤儀開(kāi)始建立天線系統(tǒng)的基準(zhǔn)，并導(dǎo)入理論三維模型，則可知反射面焦點(diǎn)和饋源相位中心各自的理論位置；反射面焦點(diǎn)的坐標(biāo)以調(diào)整后的實(shí)際位置而定； 步驟三:當(dāng)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)位置測(cè)量時(shí)，根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的裝置，將激光跟蹤儀靶球(10)放置在模擬饋源相位中心的定位孔(8)和輔助定位孔(9)上，建立模擬饋源的局部坐標(biāo)系；不斷利用激光跟蹤儀對(duì)靶球(10)的位置進(jìn)行采樣，所得測(cè)量位置與理論位置進(jìn)行比對(duì)，即可得出各自由度的調(diào)整量；多次調(diào)整直至靶球(10)，即模擬饋源相位中心的位置誤差滿足定位要求，記錄裝置中部件(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的位置刻度，即可得到后續(xù)電訊測(cè)試調(diào)整的基本位置參數(shù)；當(dāng)需要進(jìn)行電性能測(cè)試時(shí)，根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的裝置，饋源轉(zhuǎn)接板(11)連接饋源(12)后，使用定位螺釘安裝在固定座(7)上，即可對(duì)饋源進(jìn)行測(cè)試。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位方法，其特征在于:記錄裝置上的所有刻度讀數(shù)并換算，可得到需要配做的饋源支架的關(guān)鍵尺寸參數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位方法，其特征在于:根據(jù)不同型號(hào)的雷達(dá)，僅需更換適配對(duì)應(yīng)定位槽的安裝基座。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可調(diào)式雷達(dá)饋源輔助定位裝置及方法，該裝置包括安裝基座，三個(gè)平移自由度的導(dǎo)軌，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的轉(zhuǎn)軸。以安裝基座為基礎(chǔ)，三個(gè)平移自由度的導(dǎo)軌姿態(tài)相互正交，構(gòu)成三個(gè)平移自由度。兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的轉(zhuǎn)軸中，橫向轉(zhuǎn)軸的殼體安裝于末級(jí)導(dǎo)軌的滑塊上，縱向轉(zhuǎn)軸安裝于橫向轉(zhuǎn)軸的臺(tái)階軸上，并相互垂直，以構(gòu)成兩兩正交的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。位于裝置末端的固定座可直接用于激光跟蹤儀靶球測(cè)量或者通過(guò)饋源轉(zhuǎn)接板對(duì)饋源進(jìn)行電性能測(cè)試。該裝置在測(cè)量和調(diào)整饋源位置時(shí)，其多個(gè)自由度的調(diào)整量可直接讀數(shù)，可提供饋源位置的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，提高饋源定位過(guò)程的效率。
【IPC分類】G01S7/02, G05D3/12, G01B11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105425827
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510747372
【發(fā)明人】李珂翔, 王宏杰, 吳佳
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日