[发明专利]一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统

说明书

本发明公开了一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头系统，属于天线测试领域，与多探头系统传统的环形采样方法不同，本发明所述采样方法，采用球面螺旋式采样，比传统环形采样方法的采样密度的变化区间更广，采样轨迹的方向灵活可调，可实现更丰富多样更高效的采样。本发明所诉探头环系统包括以下部分：硬质工字环形导轨，用于连接、固定探头环和载物轨道车，带限位轮和动力轮的探头环，可以沿导轨360°转动，载物转杆，用于安装被测物，可带动被测物沿杆的中轴360°转动，带限位轮和动力轮的载物轨道车，用于带动载物转杆沿导轨360°转动。由于转杆和探头环都能360°转动，所以该系统本身就具有对准、校准能力，无需用到额外的校准治具。

技术领域：

本发明属于天线测试技术领域，尤其涉及一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统。

背景技术：

多探头系统传统的采样方法中，被测物在转杆上的转动和被测物沿探头环方向的小角度转动是两步分解运动，一般转杆转动完成后再使被测物沿环方向转动，沿环方向转动的电机就会有工作和不工作两个状态，两种状态有一定的间隔时间，这会造成不同状态下电机和转动部件的咬合应力不同，从而引入额外的误差。该方法利用改变角位移差的方式来增加采样密度，由于产生角位移差以后，环上探头的分布相对于中央转杆不再对称，所以这种采样方法的采样密度调节能力有限，很大程度的降低了系统的采样效率，因此有必要设计了一种新的采样方式，来提高系统采样密度的调节能力。

在多探头测试系统中，探头环是最重要的测试部件，探头环的建造精度会直接影响整个系统的测试精度。常规的建造方案多采用拼接的方式，就是将环拆分成几个部分，然后再将每个部分拼接起来，这种建造方式会给多探头系统引入了额外的工装误差。除此之外，受被测天线转台布局的影响，这种建造方式中用到的探头环都不是一个整环，环底部会缺出一块，用来安装被测天线转台，这样就不可避免的造成信号缺失。除此之外，这样建造多探头系统在校准时需要用到专门的治具，治具的好坏和安装精度直接影响系统的测试性能。因此，需要设计一种新型的多探头环，能作为一个整体单独建造，同时需要环本身就具备校准能力不需要用到额外的校准治具，这样可以保证系统的校准精度。

发明内容:

为了克服上述的技术难点，本发明提出了一种高度可调螺旋式采样方法和一体式多探头环系统。本发明用截面呈工字的环形导轨将探头环和载物转杆连接到一起，通过探头环支架和轨道车上的限位轮，将二者固定到导轨平面内，再通过控制探头环支架和轨道车上动力轮，来实现探头环和轨道车在平面内360°转动。利用该多探头环系统，可通过控制载物转杆、探头环或轨道车的步进方向和步长，来实现高度可控的球面螺旋采样。

第一方面，本申请实例提出一种高度可调螺旋式采样方法，包括以下步骤：

将被测天线安装到载物转杆上，调整载物转杆位置，确保天线相位中心与探头环中心重合；

设置仰角和方位角采样步进方向，根据采样定理设置好系统的方位角采样步长和仰角采样系数n，利用采样系数和方位角采样步长计算出仰角采样步长Δθ，启动系统，开始采样；

按预设的采样步长和方向同时转动转杆和探头环，然后按采样顺序激活探头，执行采样；

待所有预设采样点都完成采样后，结束采样，将系统恢复至初始状态，并输出采样结果；

第二方面，本申请实例提出一体式多探头环系统，其结构包括：

截面呈工字的环形导轨，环型探头支架，支架上的动力轮、限位轮，交叉极化探头，柱形载物转杆，载物轨道车，轨道车上的动力轮和限位轮；

环型探头支架，由限位轮将其固定在工字环形导轨的内侧，由动力轮带动其沿导轨做360°圆周运动；

柱形载物转杆安装在载物轨道车上。载物轨道车，由限位轮将其固定在硬质环形工字导轨的外侧，由动力轮带动其沿导轨做360°圆周运动；