[发明专利]一种应用于谷物含水率检测系统的微波天线自动对准装置

说明书

本发明公开了一种应用于谷物含水率检测系统的微波天线自动对准装置，发射天线单元安装在发射天线移动平台上，二者位于谷物含水率检测系统的下半空间，发射天线移动平台提供XY双轴方向的移动；接收天线单元安装在接收天线移动平台上，二者位于谷物含水率检测系统的上半空间，接收天线移动平台提供XY双轴方向的移动；发射天线单元、发射天线移动平台、接收天线单元以及接收天线移动平台均由控制单元控制。本发明保证两定向天线波束的主瓣重合，提高微波信号传输的稳定性和完整性，提高谷物含水率检测系统的精度。

技术领域

本发明涉及谷物含水率检测，尤其是涉及一种应用于谷物含水率检测系统的微波天线自动对准装置，主要适用于使用微波传递谷物含水率信息的检测系统中，实现微波发射天线与微波接收天线的自动对准，保证两微波天线波束的主瓣重合，提高微波信号传输的稳定性和完整性，提高整个谷物含水率检测系统的检测精度。

技术背景

含水率是谷物的一个重要特性，对其物理、化学性质有着很大的影响。谷物的含水率影响其收获、存储、运输、加工等各个方面，更是某些谷物质量评判的关键指标。微波检测方法作为一种新兴的谷物含水率检测方法，可以实现非接触式无损检测，其中的空间波透射法允许微波以空间辐射方式穿透待测的谷物，不仅可以检测谷物外表水，还可以检测谷物内部水分，含水率检测结果代表性好，故微波空间波透射法越来越多地应用到谷物含水率检测系统当中。

空间波透射法需要两只微波天线安装在被测物料的上下两侧，一只天线发射微波，另外一只接收微波，检测系统中的微波天线需要使用定向天线，但是定向天线发出的微波信号波束窄，必须在两天线波束主瓣基本重合时，微波信号才能稳定完整地传输，这就需要微波收发天线之间相互对准。定向天线在通信领域的应用十分广泛，故微波通信中天线对准的研究进展较快，而在微波检测领域，尤其是谷物品质检测领域中鲜有报道。目前的使用微波传递谷物含水率信息的检测系统中，微波收发天线之间的对准通常是用简单的测量工具结合人眼观察完成的，造成微波收发天线之间的对准精度差，两天线波束主瓣重合度不高，微波信号传输不完整，并且通过机械连接固定天线，调整天线位置困难。因此，亟需一种应用于使用微波传递谷物含水率信息的检测系统中，实现检测任务前微波发射天线与微波接收天线的自动对准，保证两定向天线波束的主瓣重合，提高微波信号传输的可靠性和稳定性，提高谷物含水率检测系统精度的微波天线自动对准装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前的使用微波传递谷物含水率信息的检测系统中，微波发射天线和微波接收天线之间的对准通常是用简单的测量工具结合人眼观察完成的，并且通过机械连接固定天线，造成的微波收发天线之间的对准精度差，两天线波束主瓣重合度不高，微波信号传输不完整的问题，提供一种能够使谷物含水率检测系统中微波发射天线和微波接收天线之间以较高的精度完成自动对准，并且可以灵活调节天线位置的微波天线自动对准装置。本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种应用于谷物含水率检测系统的微波天线自动对准装置，包括发射天线单元、发射天线移动平台、接收天线单元、接收天线移动平台、控制单元；发射天线单元安装在发射天线移动平台上，二者位于谷物含水率检测系统的下半空间，发射天线移动平台提供XY双轴方向的移动；接收天线单元安装在接收天线移动平台上，二者位于谷物含水率检测系统的上半空间，接收天线移动平台提供XY双轴方向的移动；发射天线单元、发射天线移动平台、接收天线单元以及接收天线移动平台均由控制单元控制，发射天线单元用于发射微波信号和接收激光信号，接收天线单元用于接收微波信号和发射激光信号，当接收天线单元发射的激光信号未被发射天线单元接收时，控制单元控制发射天线移动平台和/或接收天线移动平台的移动，直到接收天线单元发射的激光信号被发射天线单元接收，完成微波天线的初步对准；发射天线单元发射微波信号，如果接收天线单元接收的微波信号的衰减与理论值之差超过3dB，控制单元控制发射天线移动平台和/或接收天线移动平台的进行微调，直至接收天线单元接受的微波信号的衰减偏差低于3dB。

进一步的，所述发射天线单元包括微波发射天线、激光对射传感器接收端和第一支架；激光对射传感器接收端通过第一支架与微波发射天线组合成一个整体，反映微波发射天线的位置。