基于固定平面天线的扫描对正方法、装置、扫描架、介质与流程

本发明涉及天线辐射特性测试，特别涉及一种基于固定平面天线的扫描对正方法、装置、扫描架、介质。

背景技术：

1、扫描架是平面近场扫描架的主要硬件设施，往往采用并行二轴直线运动结构，搭载的测量探头实现相控阵平面天线辐射信号发射测试。相控阵平面天线的辐射发射测试，除要求扫描架具高位置控制精度外，还要求扫描架的测量探头相对天线平面具有高精度的空间三维姿态控制，实现阵列天线与扫描架坐标系“对正”，以提高多次测试或者不同天线间的辐射发射信号测试的一致性。

2、常见的扫描架通常采用“倒t”型直线运动导轨加固定基座的结构，虽然具有刚性高，精度好的优势，但是在扫描平面天线之前，需要通过调整平面天线姿态的角度，使得平面天线对正扫描架的测量探头；对于高塔、球罩等部署场景中的平面天线而言，其位置是固定的，无法对平面天线进行姿态角度调整，严重影响天线辐射特性测试的准确性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于固定平面天线的扫描对正方法、装置、扫描架、介质，能够在实现扫描架姿态的调整，提高天线辐射特性测试的准确性。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于固定平面天线的扫描对正方法，应用于扫描架，所述扫描架包括平面调台、偏摆调台、移动模组和测量探头，所述平面调台的底侧设置有推杆组，所述偏摆调台设置于所述平面调台的上表面，所述偏摆调台可沿竖轴旋转，所述移动模组设置于所述偏摆调台上表面，所述移动模组可沿横轴移动，所述测量探头垂直且可移动设置于所述移动模组，所述测量探头朝向于平面天线，所述平面天线至少包括第一天线阵元和第二天线阵元，所述测量探头的移动方向为竖轴方向，所述基于固定平面天线的扫描对正方法包括：

3、构建参考平面和目标平面，基于所述参考平面构建三维坐标系，其中，所述参考平面平行于所述平面调台的上表面，所述三维坐标系的纵轴朝向于平面天线，所述三维坐标系的横轴和所述纵轴位于所述参考平面，所述目标平面为所述平面天线所处的平面；

4、基于所述移动模组和测量探头的移动控制，通过所述测量探头在所述三维坐标系的参考原点检测与投影原点之间的第一距离、在参考横轴点检测与投影横轴点之间的第二距离、在参考竖轴点检测与投影竖轴点之间的第三距离，其中，所述参考横轴点位于所述三维坐标系的横轴，所述参考竖轴点位于所述三维坐标系的竖轴，所述投影原点为所述参考原点在所述目标平面的投影点，所述投影横轴点为所述参考横轴点在所述目标平面的投影点，所述投影竖轴点为所述参考竖轴点在所述目标平面的投影点；

5、基于所述参考横轴点的横坐标确定第一参考长度，基于所述参考竖轴点的竖坐标确定第二参考长度；

6、基于所述第一距离、所述第三距离和所述第二参考长度确定俯仰角，基于所述第一距离、所述第二距离和所述第一参考长度确定偏摆角；

7、基于所述偏摆角控制所述偏摆调台转动，基于所述俯仰角控制所述推杆组驱动所述平面调台沿第一坐标平面转动，其中，所述第一坐标平面为所述三维坐标系的纵轴和竖轴所成平面；

8、通过所述测量探头确定第一中心坐标和第二中心坐标，其中，所述第一中心坐标为所述第一天线阵元的中心在第二坐标平面的投影坐标，所述第二中心坐标为所述第二天线阵元的中心在所述第二坐标平面的投影坐标，所述第二坐标平面为所述三维坐标系的横轴和竖轴所成平面；

9、基于所述第一中心坐标和第二中心坐标确定横滚角，基于所述横滚角控制所述推杆组驱动所述平面调台沿所述第二坐标平面转动。

10、根据本发明的一些实施例，所述基于所述第一距离、所述第三距离和所述第二参考长度确定俯仰角，包括：

11、将所述第三距离与所述第一距离之差确定为第一投影边长；

12、基于所述第一投影边长和所述第二参考长度进行反正切计算得到所述俯仰角。

13、根据本发明的一些实施例，基于所述第一距离、所述第二距离和所述第一参考长度确定偏摆角，包括：

14、将所述二距离与所述第一距离之差确定为第二投影边长；

15、基于所述第二投影边长和所述第一参考长度进行反正切计算得到所述偏摆角。

16、根据本发明的一些实施例，所述基于所述第一中心坐标和第二中心坐标确定横滚角，包括：

17、通过所述测量探头确定第一中心坐标和第二中心坐标，其中，所述第一中心坐标为所述第一天线阵元的中心在第二坐标平面的投影坐标，所述第二中心坐标为所述第二天线阵元的中心在所述第二坐标平面的投影坐标，其中，所述第二坐标平面为所述三维坐标系的横轴和竖轴所成平面；

18、将所述第一中心坐标和第二中心坐标的横坐标之差确定为第三投影边长，将所述第一中心坐标和第二中心坐标的竖坐标之差确定为第四投影边长；

19、基于所述第四投影边长和所述第三投影边长进行反正切计算得到所述横滚角。

20、根据本发明的一些实施例，所述平面调台还设置有倾角传感器，所述偏摆调台还设置有转角传感器，所述推杆组包括第一推杆、第二推杆、第三推杆和第四推杆，所述第一推杆、所述第二推杆、所述第三推杆和所述第四推杆分别位于长方形的4个顶角，所述第一推杆和所述第二推杆之间的连线、所述第三推杆和所述第四推杆的连线分别平行于所述三维坐标系的纵轴，所述第一推杆和所述第四推杆之间的连线、所述第二推杆和所述第三推杆的连线分别平行于所述三维坐标系的横轴，所述方法还包括：

21、在基于所述偏摆角控制所述偏摆调台转动的情况下，通过所述转角传感器实时检测所述偏摆调台的第一转动角度，在所述第一转动角度等于所述偏摆角时停止所述偏摆调台的转动；

22、在基于所述俯仰角控制所述推杆组驱动所述平面调台沿第一坐标平面转动的情况下，控制所述第一推杆和所述第四推杆升降，或者控制所述第二推杆和所述第三推杆升降，直至通过所述倾角传感器检测到所述平面调台在所述第一坐标平面的第二转动角度等于所述俯仰角；

23、在基于所述横滚角控制所述推杆组驱动所述平面调台沿所述第二坐标平面转动的情况下，控制所述第一推杆和所述第二推杆升降，或者控制所述第三推杆和所述第四推杆升降，直至通过所述倾角传感器检测导所述平面调台在所述第二坐标平面的第三转动角度等于所述横滚角。

24、根据本发明的一些实施例，所述移动模组包括横向?？楹褪蚰？?，所述横向?？檠厮鋈晗档暮嶂岱较蚬潭ò沧坝谒銎诘魈ǖ纳喜?，所述竖向?？檠厮鋈晗档氖岱较蚩梢贫沧坝谒龊嵯蚰？?，所述测量探头垂直且可移动安装于所述竖向?？?，所述基于所述移动模组和测量探头的移动控制，包括：

25、确定第一位置坐标和第二位置坐标，其中，所述第一位置坐标为所述测量探头的当前位置的坐标，所述第二位置坐标为所述测量探头的移动终点的位置坐标；

26、基于所述第二位置坐标和所述第一位置坐标的横坐标的差值，控制所述竖向?？檠厮龊嵯蚰？楹嵯蚱揭?；

27、基于所述第二位置坐标和所述第一位置坐标的竖坐标的差值，控制所述测量探头沿所述竖向?？槭蚱揭?。

28、根据本发明的一些实施例，所述横向?？樯柚糜械谝还庹こ?，所述竖向?？樯柚糜械诙庹こ?，所述方法还包括：

29、在控制所述竖向?？檠厮龊嵯蚰？楹嵯蚱揭频那榭鱿?，通过所述第一光栅尺实时检测所述竖向?？榈暮嵋瞥ざ?，当所述横移长度等于所述第二位置坐标和所述第一位置坐标的横坐标的差值时停止所述竖向?？榈囊贫?；

30、或者，在控制所述测量探头沿所述竖向?？槭蚱揭频那榭鱿?，通过所述第二光栅尺实时检测所述测量探头的竖移长度，当所述竖移长度等于所述第二位置坐标和所述第一位置坐标的竖坐标的差值时停止所述测量探头的移动。

31、第二方面，本发明实施例提供了一种基于固定平面天线的扫描对正装置，包括少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上述第一方面所述的基于固定平面天线的扫描对正方法。

32、第三方面，本发明实施例提供了一种扫描架，包括有如上述第二方面所述的基于固定平面天线的扫描对正装置。

33、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的基于固定平面天线的扫描对正方法。

34、根据本发明实施例的基于固定平面天线的扫描对正方法，至少具有如下有益效果：基于平面调台构建参考平面和三维坐标系，基于平面天线构建目标平面，在三维坐标系中确定包括参考原点、参考横轴点和参考竖轴点，并确定各参考点在目标平面的投影点；通过测量探头在各参考点对投影点测距得到第一距离、第二距离和第三距离，基于参考横轴点与参考竖轴点确定第一参考长度和第二参考长度；基于参考点和投影点构建直角三角形，基于第一距离、第二距离和第三距离、第一参考长度和第二参考长度进行反正切运算得到偏摆角和俯仰角，基于两个天线阵元中心的位置确定扫描架需要调整的横滚角。在平面天线固定不可调位的情况下，基于偏摆角、俯仰角和横滚角调整扫描架的位姿，使得扫描架对正平面天线，提高天线辐射特性测试的准确性。