[发明专利]平面阵列天线面的安装精度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面阵列天线面的安装精度检测方法。

背景技术

天线及以天线为主体的馈线系统，是实现雷达发射和接收空间电磁波、从而实现雷达基本功能的重要组成部分。雷达天线大体上有曲面型和阵列型两种完全不同的结构形式，由于阵列天线更加有利于实现雷达的高机动性和低副瓣，因而得到了日益广泛的应用，已成为现代雷达的主要结构形式。

相对于传统反射面天线而言，阵列天线的型面大多数为平面，轮廓更加规整，它是由若干条纵横梁相互直交并加上围框构成井格式的阵面骨架、以及一定数量的连接构造将多排线源安装到阵面骨架上，从而形成了完整的阵面，外形似直立或横躺着的一块“门板”。作为机电一体化的产品，阵列天线的结构形式、尺寸、精度等均受到电气性能的制约，并直接影响雷达的整机电讯指标，其中天线反射面的精度就与雷达的工作频段直接相关。由于阵面上各点的表面误差不同，天线口面不再是等相面，因而会使辐射方向图改变，增益下降，副瓣电平升高。理论分析表明，真正决定电性能的是阵面误差的大小及分布情况，即误差的均方根值，而不是个别点误差的最大值。

雷达的功能原理决定了天线在工作状态下必须居高临下，它的高机动性还要求在工作和运输状态之间要方便、快捷的互相转换，因此平面阵列天线的阵面通常分为上、下两块便于折叠伸展实现以上要求。由于平面阵列天线呈矩形，外形尺寸通常较大：长度≥5m、宽≥3m。在工作状态下，阵面主轴并不完全水平，一般都要后仰一定角度（8°～15°），因此，整个阵面如何安装并达到天线的面精度要求或者说，平面阵列天线的面精度如何快速、准确地装配、调整、检测——特别是在斜竖起的工作状态下面精度如何检测，就成为雷达制造中的难、重点。

现有的检测天线阵面面精度的过程和方法包括以下几个步骤：1）上、下骨架加工涂复完成后，按天线阵面骨架的外形尺寸布置、清洁装配场地、搭相应的装配平板，在平板上搭装大型直角靠山，并用框式水平仪及经纬仪，校平板水平并与靠山面垂直；2）吊车配合，将上下背架用螺栓、压板与直有靠山相联接，吊车配合将骨装上支耳平面或法兰面与上下背架相联接，形成骨架总装；3）将雷达的天线座总成吊装于装配平板上；用框式水平仪校天线座总成安装面呈水平并用压板、螺栓与装配平板相联，吊车配合，吊装骨架总装与天线座总成联接，立式组装成骨架总成；4）搭三角架在骨架总成的正面及侧面，并架设准直望远镜、经纬仪，反复校调整个骨架平行及垂直于水平线；5）经纬仪配合铟钢尺，将骨架上的波导安装块平面检测、调整，保证平面度误差≤0.2mm；6）预装波导支架，暂不紧固，用准直望远镜（含三角架），纵向逐行检测、调整波导支架各齿形槽一侧面的直线度，保证直线度误差≤0.2mm后,配合水准仪、深度尺将波导支架齿形槽各底平面调整、修配水平，保证平面度误差≤0.2mm，并根据测量的数据值（l）及测量的点数（n），计算出测量数据的算术平均值及残余误差（V），根据贝塞尔公式计算出阵面精度误差σ：然后装固定波导支架，紧固波导支架螺钉，并钻铰孔安装定位销，最后安装线源。天线运动试验包括转动试验、翻转试验和俯仰试验。

此种检测方法最大的缺点为：无法检测天线阵面转动、翻转、俯仰运动后重复面精度；无法检测、消除雷达工作状态（后仰8°～15°角度）时，骨架自重引起骨架变形，造成对天线阵面面精度的影响；无法检测天线的仰角误差，而且骨架立式装配波导支架、纵向、横向逐个、逐行调整槽底平面度、侧面直线度时，工作量大、效率低下，且需购置准直望远镜，并且在检测过程中，对于超差部分，因为立式装配，因此进行局部的修配、调整也非常困难，且人员因长时间处于高处作业也不安全。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种平面阵列天线面的安装精度检测方法，以便于平面阵列天线的快速准确地装配和调整。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

平面阵列天线面的安装精度检测方法，包括以下步骤：

a.在天线骨架正前方架设1″级水准仪；在骨架侧面设置平板，在所述平板上安装万能转台，将1″级经纬仪架在万能转台上，校平平板后调节万能转台倾斜角至0°；

b.用经纬仪与深度尺检测天线骨架的上表面，在上表面的平面度≤0.2mm，水准仪测量天线骨架上侧面的水平度≤0.2mm，符合要求后，固定天线骨架；

c.用经纬仪与深度尺全面检测上下骨架上波导支架齿形槽的底平面度，保证平面度≤0.2mm；

d.通电进行天线骨架的运动试验：转动试验、翻转试验和俯仰试验；