[发明专利]基于激光跟踪仪的天线反射面装调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对天线反射面装调的方法，特别适合由多块反射面拼装而成的大型天线的现场装调。

背景技术

随着通信技术、先进雷达、深空探测、遥感及隐身技术的发展，各国对大静区、超宽频带、毫米波大型天线的需求越来越大。反射面、背架、中心体和天线底座构成了大型天线的基本结构。天线反射面板调整技术是指利用特定的面板调整机构，改变天线面板的空间位置，使其上的每个靶标点最大限度地趋于理想反射面上的对应点，趋近程度越高表明反射面精度越高。由于制造成本低，维护性好等特点，目前大型反射面天线大多采用多块反射面拼装而成，同时天线反射面整体精度直接影响其最高工作频率，所以反射面检测装调成为保证紧缩场质量的关键。

在2005年1月第25卷第1期《海洋测绘》中公开了名为“电子经纬仪交会测量系统在大型天线精密安装测量中的应用”。该系统由两到四台T3000A电子经纬仪组成。控制网由6个9～16m高的测量墩构成。采用T3000A测角、TC2003测边，数据处理后边角网的点位精度在可以达到±0.3mm经内。3台仪器建立系统的尺度精度优于10^-5。测量772点用时4h以内，交会精度优于0.3mm(RMS)。

大型反射面天线属于典型的非标单件产品，其装调过程不是个单纯的测量及定位问题，更是一个基于对反射面天线装调各个反射面深刻理解的一套复杂的工艺。为保证反射面最终型面精度，就必须制定合理的装调工艺，尽可能在最短时间使整个反射面的形状与理想反射面相吻合，这样才能保证天线的电气性能指标。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于激光跟踪仪的天线反射面装调方法，该方法通过非线性最小二乘法计算反射面调整量，然后依次通过四点-边缘-型面三个阶段将反射面调整到与理想反射面最佳匹配的位置。本发明装调方法提高了天线反射面装调效率，缩短装调工期，保证装调质量，特别适合由多块反射面拼装而成的大型天线的装调。

本发明的一种基于激光跟踪仪的天线反射面装调方法，所需一台激光跟踪仪进行标志点坐标测量，计算机控制系统中存储有装调处理单元，该装调处理单元中的装调方法包括有：

步骤一：建立天线安装坐标系o^*-x^*y^*z^*步骤；

步骤二：四点调节粗定位步骤；

步骤三：边缘最佳匀缝隙步骤；

步骤四：单块精调定型面步骤。

本发明基于激光跟踪仪的天线反射面装调方法的优点在于：

①建立激光跟踪仪装调天线安装坐标系o^*-x^*y^*z^*，使得安装坐标系o^*-x^*y^*z^*与大地坐标系o^w-x^wy^wz^w平行、与天线总体结构设计相协调、与反射面设计坐标o-xyz相一致，从而保证测量及装调的精度。

②采用四点-边缘-型面三个调整阶段，逐步调高调整精度，将反射面调整到与其设计的最佳匹配位置，保证调整工艺实施的连续性及可行性。

③采用单纯形下山优化算法，计算第二阶段及第三阶段调整量，提高调整效率，缩短装调工期。

④第三阶段调整过程中，限制了反射面调整的三个自由度，保证反射面位置精度，并避免了反射面之间的相互干涉，保证了装调过程的安全及稳定性，保证装调质量。

⑤采用一台激光跟踪仪作为测量设备，对现场的水平标志点、轴向标志点和反射面的边缘、标志点及型面进行测量，测量量程大，精度高，操作简单，并且能实时监测标志点的坐标值，保证装调质量，提高装调效率。

附图说明

图1是本发明的一种用一台激光跟踪仪进行天线反射面装调时的结构简示图。

图1A是本发明装调处理单元的流程图。

图2是本发明装调处理单元中多坐标系的关系图。

图2A是本发明装调处理单元中天线安装坐标系转角示意图。

图3是NJD2025紧缩场反射面分块及布局。

图4是NJD2025-08四点调节型面精度图。

图5是NJD2025-08边缘最佳调节型面精度图。

图6是NJD2025-08型面最佳调节型面精度图。

图7是NJD2025紧缩场整体型面精度图。

具体实施方式