一种具有低反射特性的三轴天线测试转台的制作方法

本实用新型涉及一种具有低反射特性的三轴天线测试转台，特别是一种具有低反射特性的三轴天线转台，可应用于微波暗室中雷达性能测试，特别是应用于微波暗室天线或天线罩的测试。

背景技术：

三轴天线测试转台作为一种雷达天线研制过程中重要的测试设备，用来模拟被测产品的空间姿态运动，并具有良好的回转精度，以保证整个测试系统实用性、稳定性、可靠性，在机载雷达的研制过程中起着关键的作用。

机载雷达及天线罩是飞机的核心部件，使用常规天线测试转台时，天线支撑部件都采用金属材料制作，并且俯仰轴系支撑形式为U型结构，因此在测试之前须在转台的所有裸露表面贴大量的吸波材料，用于吸收电磁波；以降低反射电磁波带来的干扰，但是这种方法不能完全消除电磁波的反射干扰，仍然会影响雷达天线性能测试的准确性。

因此，雷达天线测试转台所使用的材料和结构形式必须要有所改进，才能满足这种需求。

技术实现要素：

本实用新型其目的就在于提供一种具有低反射特性的三轴天线测试转台，可实现滚转、俯仰和方位三个自由度旋转运动，并且能在规定的角位置上精确定位。具有实用、稳定、可靠的特点。

实现上述目的而采取的技术方案，一种具有低反射特性的三轴天线测试转台，包括滚转轴系组件、俯仰轴系组件和方位轴系组件,

所述滚转轴系组件包括负载、滚转负载安装板、滚转带外齿四点接触球转盘轴承、滚转主动齿轮、滚转行星减速机、滚转伺服电机、滚转框架, 滚转框架的左端固定有滚转带外齿四点接触球转盘轴承，滚转框架的上端固定有滚转行星减速机；滚转行星减速机的输入轴与滚转伺服电机的输出轴联接，滚转伺服电机的壳体与滚转行星减速机的壳体用螺钉固联；滚转行星减速机输出轴固定滚转主动齿轮，滚转负载安装板固定在滚转带外齿四点接触球转盘轴承的外圈端面上，被测负载固定在滚转负载安装板上；

所述俯仰轴系组件包括俯仰右导轨、俯仰左导轨、俯仰上支架、俯仰下支架、俯仰滑块支架、俯仰伺服电机、俯仰左端盖、俯仰主动齿轮、俯仰直角减速机、俯仰四点接触球转盘轴承、俯仰右端盖、俯仰主轴、俯仰右滑块、俯仰左滑块、俯仰框架，俯仰框架的左右两侧安装有俯仰右导轨和俯仰左导轨，俯仰右导轨和俯仰左导轨工作面上分别安装有俯仰右滑块和俯仰左滑块；俯仰滑块支架固定在俯仰右滑块和俯仰左滑块上，俯仰滑块支架的上端安装有俯仰下支架，俯仰下支架的上端面安装有俯仰上支架；俯仰滑块支架的下端安装有俯仰直角减速机、俯仰四点接触球转盘轴承、俯仰左端盖和俯仰右端盖，俯仰直角减速机的输入端与俯仰伺服电机的输出端联接，俯仰直角减速机的壳体与俯仰伺服电机的壳体用螺钉连接，俯仰直角减速机的输出端与俯仰主动齿轮、俯仰主轴和俯仰四点接触球转盘轴承的内圈联接；

所述方位轴系组件包括方位减速机支架、方位减速机转接板、方位行星减速机、方位主动齿轮、方位伺服电机、方位减速机防尘罩、方位四点接触球转盘轴承、方位主轴垫片、方位轴承座、方位轴承座端盖、方位轴承外圈垫片、方位轴承内圈垫片、方位下角接触球轴承、方位上角接触球轴承、方位主轴、方位底座、方位防尘罩，方位底座的上端安装有方位四点接触球转盘轴承和方位防尘罩，方位底座的右端安装有方位减速机支架，在方位减速机支架的内部安装有方位减速机转接板、方位行星减速机和方位伺服电机，方位主动齿轮安装在方位行星减速机的输出端，方位底座的内部安装有方位轴承座，方位轴承座内部安装有方位下角接触球轴承、方位上角接触球轴承、方位轴承外圈垫片、方位轴承内圈垫片、方位轴承座端盖和方位主轴，方位主轴上端配合有方位主轴垫片；

方位轴系组件通过方位底座安装在微波暗室地基上，俯仰轴系组件由俯仰框架下端法兰面和方位四点接触球转盘轴承外圈用螺钉固联在一起，滚转轴系组件由滚转框架下端法兰面与俯仰上支架的上端面用螺钉固联在一起；负载安装在滚转负载安装板上，可实现滚转、俯仰和方位三个自由度旋转运动，并且能在规定的角位置上精确定位。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

1)采用上述结构形式的三轴天线转台进行雷达天线测试，可降低雷达天线在测试过程中所受到的电磁干扰，提高测试数据的准确性；

2)俯仰上支架采用了“玻璃纤维增强塑料”（玻璃钢），因此，俯仰上支架可省去贴吸波材料的费用，节省生产成本；由于降低了俯仰框架的所带来的电磁反射干扰，提高了雷达天线的测试效率，节省了后期数据处理人工成本。

3)采用上述结构形式的三轴天线转台，三个轴系所采用的反馈元件是伺服电机自带的角度编码器，系统控制为半闭环控制；上述轴系结构设计也能在轴系末端安装角度编码器，实现三个轴系全闭环控制，可提高三个轴系的位置精度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型中滚转组件示意图；

图2为本实用新型中俯仰组件示意图；

图3为本实用新型中方位组件示意图；

图4为本实用新型结构三维示意图；

图5为本实用新型结构有效测试区主视图；

图6为本实用新型结构有效测试区左视图；

图7为常规天线测试转台三维示意图。

具体实施方式

一种具有低反射特性的三轴天线测试转台，包括滚转轴系组件、俯仰轴系组件和方位轴系组件, 如图4、图5、图6所示,

所述滚转轴系组件包括负载1、滚转负载安装板2、滚转带外齿四点接触球转盘轴承3、滚转主动齿轮4、滚转行星减速机5、滚转伺服电机6、滚转框架7, 滚转框架7的左端固定有滚转带外齿四点接触球转盘轴承3，滚转框架7的上端固定有滚转行星减速机5；滚转行星减速机5的输入轴与滚转伺服电机6的输出轴联接，滚转伺服电机6的壳体与滚转行星减速机5的壳体用螺钉固联；滚转行星减速机5输出轴固定滚转主动齿轮4，滚转负载安装板2固定在滚转带外齿四点接触球转盘轴承3的外圈端面上，被测负载1固定在滚转负载安装板2上，如图1所示；

所述俯仰轴系组件包括俯仰右导轨8、俯仰左导轨9、俯仰上支架10、俯仰下支架11、俯仰滑块支架12、俯仰伺服电机13、俯仰左端盖14、俯仰主动齿轮15、俯仰直角减速机16、俯仰四点接触球转盘轴承17、俯仰右端盖18、俯仰主轴19、俯仰右滑块20、俯仰左滑块21、俯仰框架22，俯仰框架22的左右两侧安装有俯仰右导轨8和俯仰左导轨9，俯仰右导轨8和俯仰左导轨9工作面上分别安装有俯仰右滑块20和俯仰左滑块21；俯仰滑块支架12固定在俯仰右滑块20和俯仰左滑块21上，俯仰滑块支架12的上端安装有俯仰下支架11，俯仰下支架11的上端面安装有俯仰上支架10；俯仰滑块支架12的下端安装有俯仰直角减速机16、俯仰四点接触球转盘轴承17、俯仰左端盖14和俯仰右端盖18，俯仰直角减速机16的输入端与俯仰伺服电机13的输出端联接，俯仰直角减速机16的壳体与俯仰伺服电机13的壳体用螺钉连接，俯仰直角减速机16的输出端与俯仰主动齿轮15、俯仰主轴19和俯仰四点接触球转盘轴承17的内圈联接，如图2所示；

所述方位轴系组件包括方位减速机支架23、方位减速机转接板24、方位行星减速机25、方位主动齿轮26、方位伺服电机27、方位减速机防尘罩28、方位四点接触球转盘轴承29、方位主轴垫片30、方位轴承座31、方位轴承座端盖32、方位轴承外圈垫片33、方位轴承内圈垫片34、方位下角接触球轴承35、方位上角接触球轴承36、方位主轴37、方位底座38、方位防尘罩39，方位底座38的上端安装有方位四点接触球转盘轴承29和方位防尘罩39，方位底座38的右端安装有方位减速机支架23，在方位减速机支架23的内部安装有方位减速机转接板24、方位行星减速机25和方位伺服电机27，方位主动齿轮26安装在方位行星减速机25的输出端，方位底座38的内部安装有方位轴承座31，方位轴承座31内部安装有方位下角接触球轴承35、方位上角接触球轴承36、方位轴承外圈垫片33、方位轴承内圈垫片34、方位轴承座端盖32和方位主轴37，方位主轴37上端配合有方位主轴垫片30，如图3所示；

方位轴系组件通过方位底座38安装在微波暗室地基上，俯仰轴系组件由俯仰框架22下端法兰面和方位四点接触球转盘轴承29外圈用螺钉固联在一起，滚转轴系组件由滚转框架7下端法兰面与俯仰上支架10的上端面用螺钉固联在一起；负载1安装在滚转负载安装板2上，可实现滚转、俯仰和方位三个自由度旋转运动，并且能在规定的角位置上精确定位。

所述俯仰上支架10所使用的材料为玻璃钢，俯仰下支架11所使用的材料为不锈钢。

所述俯仰右导轨8和俯仰左导轨9是直径为6米的圆弧拼接式导轨，并配有俯仰右滑块20和俯仰左滑块21。

实施例

一种具有低反射特性的三轴天线测试转台，包括：负载1、滚转负载安装板2、滚转带外齿四点接触球转盘轴承3、滚转主动齿轮4、滚转行星减速机5、滚转伺服电机6、滚转框架7、俯仰右导轨8、俯仰左导轨9、俯仰上支架10、俯仰下支架11、俯仰滑块支架12、俯仰伺服电机13、俯仰左端盖14、俯仰主动齿轮15、俯仰直角减速机16、俯仰四点接触球转盘轴承17、俯仰右端盖18、俯仰主轴19、俯仰右滑块20、俯仰左滑块21、俯仰框架22、方位减速机支架23、方位减速机转接板24、方位行星减速机25、方位主动齿轮26、方位伺服电机27、方位减速机防尘罩28、方位四点接触球转盘轴承29、方位主轴垫片30、方位轴承座31、方位轴承座端盖32、方位轴承外圈垫片33、方位轴承内圈垫片34、方位下角接触球轴承35、方位上角接触球轴承36、方位主轴37、方位底座38和方位防尘罩39。

滚转框架7的左端固定有滚转带外齿四点接触球转盘轴承3，滚转框架7的上端固定有滚转行星减速机5；滚转行星减速机5的输入轴与滚转伺服电机6的输出轴联接，滚转伺服电机6的壳体与滚转行星减速机5的壳体用螺钉固联；滚转行星减速机5输出轴固定滚转主动齿轮4，滚转负载安装板2固定在滚转带外齿四点接触球转盘轴承3的外圈端面上，被测负载1固定在滚转负载安装板2上，上述7个零件构成滚转轴系组件。

俯仰框架22的左右两侧安装有俯仰右导轨8和俯仰左导轨9，俯仰右导轨8和俯仰左导轨9工作面上分别安装有俯仰右滑块20和俯仰左滑块21；俯仰滑块支架12固定在俯仰右滑块20和俯仰左滑块21上，俯仰滑块支架12的上端安装有俯仰下支架11，俯仰下支架11的上端面安装有俯仰上支架10；俯仰滑块支架12的下端安装有俯仰直角减速机16、俯仰四点接触球转盘轴承17、俯仰左端盖14和俯仰右端盖18。俯仰直角减速机16的输入端与俯仰伺服电机13的输出端联接，俯仰直角减速机16的壳体与俯仰伺服电机13的壳体用螺钉连接，俯仰直角减速机16的输出端与俯仰主动齿轮15、俯仰主轴19和俯仰四点接触球转盘轴承17的内圈联接，上述15个零件构成俯仰轴系组件。

方位底座38的上端安装有方位四点接触球转盘轴承29和方位防尘罩39，方位底座38的右端安装有方位减速机支架23，在方位减速机支架23的内部安装有方位减速机转接板24、方位行星减速机25和方位伺服电机27，方位主动齿轮26安装在方位行星减速机25的输出端。方位底座38的内部安装有方位轴承座31，方位轴承座31内部安装有方位下角接触球轴承35、方位上角接触球轴承36、方位轴承外圈垫片33、方位轴承内圈垫片34、方位轴承座端盖32和方位主轴37，方位主轴37上端配合有方位主轴垫片30。

在三个组件伺服电机的内部都安装有角度编码器，可以为三个轴系提供角度位置反馈信息，实现轴系运动的半闭环控制。

滚转带外齿四点接触球转盘轴承3的内圈用螺钉固定在滚转框架7的端面上，滚转行星减速机5壳体法兰面与滚转框架7上部用螺钉固定。滚转行星减速机5的外壳尾部与滚转伺服电机6的外壳用螺钉连接，滚转行星减速机5的输入轴与滚转伺服电机6的输出轴用联轴器联接；滚转主动齿轮4与滚转行星减速机5输出轴用螺钉连接，滚转负载安装板2与滚转带外齿四点接触球转盘轴承3的外圈端面用螺钉固联，负载1与滚转负载安装板2用螺钉连接。

滚转轴系组件中各零件转动顺序是，滚转伺服电机6将电能转化成动能，通过滚转行星减速机5传输至滚转主动齿轮4，滚转主动齿轮4与滚转带外齿四点接触球转盘轴承3的外齿圈啮合并作减速转动，最后，将动能传递到滚转负载安装板2带动负载1作旋转运动。

俯仰右导轨8和俯仰左导轨9都是用螺钉固定在俯仰框架22的基准面上，俯仰滑块支架12用螺钉固定在俯仰右滑块20和俯仰左滑块21上，俯仰下支架11用螺钉固定在俯仰滑块支架12的上端，俯仰上支架10和俯仰下支架11通过两个法兰面用螺钉紧固在一起。俯仰直角减速机16外壳上的法兰与俯仰滑块支架12配合并用螺钉固定，俯仰伺服电机13的外壳与俯仰直角减速机16外壳尾部用螺钉连接，俯仰直角减速机16的输入轴与俯仰伺服电机13的输出轴用联轴器联接，俯仰直角减速机16的输出端用螺钉固定俯仰主动齿轮15；俯仰主轴19的左端用螺钉与俯仰主动齿轮15联接，俯仰主轴19的右端与俯仰四点接触球转盘轴承17的内圈用螺钉连接，俯仰四点接触球转盘轴承17的外圈与俯仰滑块支架12配合并用螺钉固定。

俯仰轴系组件中各零件转动顺序是，俯仰伺服电机13将电能转化为动能，通过俯仰直角减速机16传输至俯仰主动齿轮15，俯仰主动齿轮15与俯仰框架22的内齿圈啮合，并作减速转动，最后，将动能传递到俯仰滑块支架12上，按照俯仰右滑块20和俯仰左滑块21约束的方式沿俯仰右导轨8和俯仰左导轨9上下滑动，从而带动俯仰下支架11、俯仰上支架10以及滚转轴系组件一起作俯仰运动。

俯仰上支架10所使用的材料为玻璃钢，俯仰下支架11所使用的材料为不锈钢。

方位底座38为主要支撑，上端面与方位四点接触球转盘轴承29的内圈端面配合，并用螺钉将两者固定，方位防尘罩39套在方位底座38的外表面，并用螺钉固定；方位底座38的右端面与方位减速机支架23的端面配合，并用螺钉紧固，方位减速机转接板24用法兰面与方位减速机支架23安装面配合，并用螺钉固定；以方位减速机转接板24为支撑，在其下端面上用螺钉固定方位行星减速机25；在方位行星减速机25的外壳尾部用螺钉固定方位伺服电机27的外壳，方位伺服电机27的输出轴与方位行星减速机25的输入轴用联轴器联接；用螺钉将方位主动齿轮26固定在方位行星减速机25的输出端，与方位四点接触球转盘轴承29的外齿圈相啮合；方位底座38的内孔与方位轴承座31的外圆径向和端面配合，并用螺钉将两者在轴向固定；方位下角接触球轴承35和方位上角接触球轴承36“面对面”安装，在轴承对之间分别配合有方位轴承外圈垫片33和方位轴承内圈垫片34，方位轴承座端盖32的上端面压紧方位下角接触球轴承35的外圈，并螺钉将方位轴承座端盖32固定在方位轴承座31上；方位主轴37的外圆与轴承对的内圈径向配合，方位主轴37上法兰面配合有方位主轴垫片30；方位四点接触球转盘轴承29的外圈上端面和方位主轴垫片30的上端面分别与俯仰框架22的下端面配合，并用螺钉将四点接触球转盘轴承29的外圈与俯仰框架22固定，用螺钉将方位主轴37通过方位主轴垫片30与俯仰框架22固定。

方位轴系组件中各零件转动顺序是，方位伺服电机27将电能转化为动能，通过方位行星减速机25传输至方位主动齿轮26，方位主动齿轮26与方位四点接触球转盘轴承29的外齿圈啮合，并作减速转动，最后，将动能传递到俯仰轴系组件上，带动俯仰轴系组件和滚转轴系组件一起作方位运动。

以滚转框架7为支撑，滚转行星减速机5固定在滚转框架7的上端孔，滚转主动齿轮4固定在滚转行星减速机5的输出端，依靠滚转行星减速机5的内部轴承组合构成滚转减速机构轴系，该轴系的滚转主动齿轮4为非对称布置。

俯仰滑块支架12为框架，俯仰直角减速机16的外壳法兰固定在俯仰滑块支架12的左端，俯仰四点接触球转盘轴承17的外圈固定在俯仰滑块支架12的右端，中间通过俯仰主动齿轮15和俯仰主轴19串联，共同组成俯仰减速机构轴系，该轴系的俯仰主动齿轮15为对称布置。

方位减速机支架23为框架，方位减速机转接板24的固定在方位减速机支架23的配合孔内，方位行星减速机25固定在方位减速机支架23的配合孔内，方位主动齿轮26固定在方位行星减速机25的输出端，依靠方位行星减速机25内部轴承组合形成方位减速机构轴系，该轴系的方位主动齿轮26为非对称布置。

方位轴承座31、方位下角接触球轴承35、方位上角接触球轴承36、方位轴承外圈垫片33、方位轴承内圈垫片34、方位轴承座端盖32、方位主轴37和方位主轴垫片30构成的轴系组件安装在方位底座38的内孔，轴系的上端用螺钉与俯仰框架22固定，该轴系作为方位轴系的辅助支撑，可以减小轴系的径向和轴向跳动，提高方位轴系的机械精度。

方位主轴垫片30安装在俯仰框架22和方位主轴37之间，配磨垫片的厚度可调整三个轴系的垂直度。

俯仰右导轨8和俯仰左导轨9是直径为6米的圆弧拼接式导轨，并配有俯仰右滑块20和俯仰左滑块21；滑块的个数可依据承载力的大小增加或减少。

三个轴系虚拟的三个轴线理论上相交于一个点。

从负载1端看向滚转轴系组件时，只能看到负载1，其余未遮挡的零件材料为玻璃钢。

整个三轴天线转台放置在微波暗室测试时，俯仰上支架10以下的部分为金属材料，必须在表面贴吸波材料，以提高测试的准确度。

俯仰框架22上的齿圈为内齿圈，齿圈与俯仰框架22为一个整体。

为了能够真实的模拟实际应用状态，将三轴天线测试转台中俯仰轴系的框架改为开放式，并将轴线绕方位轴转90度，并将滚转轴系组件放置在俯仰支架上，令三轴交点在理论上重合，并且将俯仰支架改为非金属的玻璃钢材料，在实际测试过程中俯仰支架以及以上部分不再贴吸波材料，仅针对俯仰支架以下的零件贴吸波材料；在滚转轴系周外的“有效测试区”内，几乎可以消除俯仰轴系组件带来的电磁波反射干扰；因此，对整个三轴天线转台而言，其整体的电磁波反射特性较常规三轴天线转台低；这种结构方案可提高雷达天线测试准确性，提升整体的测试效率。

如图1所示，以滚转框架7为主要支撑，在其左端与滚转带外齿四点接触球转盘轴承的内圈用螺钉固定，滚转行星减速机壳体法兰面与滚转框架上部安装面定位，并用螺钉固定。滚转伺服电机的壳体法兰与滚转行星减速机的壳体尾部用螺钉连接，滚转伺服电机的输出轴用联轴器与滚转行星减速机的输入轴联接；滚转主动齿轮与滚转行星减速机用止口定位，并用螺钉连接；滚转负载安装板与滚转带外齿四点接触球转盘轴承的外圈端面用螺钉固定，负载与滚转负载安装板用螺钉连接，滚转伺服电机驱动滚转行星减速机，并将动力依次传输至滚转主动齿轮、滚转带外齿四点接触球转盘轴承的外圈和滚转负载安装板，最终实现负载转动。

如图2所示，以俯仰框架为主要支撑，将俯仰右导轨和俯仰左导轨分别用螺钉安装在两端的基准面上，俯仰右导轨和俯仰左导轨都安装有俯仰右滑块和俯仰左滑块；俯仰滑块支架用螺钉固定在俯仰右滑块和俯仰左滑块上，俯仰下支架用螺钉固定在俯仰滑块支架的上端面，俯仰上支架和俯仰下支架通过两个法兰安装面用螺钉紧固在一起。

将俯仰四点接触球转盘轴承的外圈与俯仰滑块支架右端配合并用螺钉固定；俯仰直角减速机与俯仰滑块支架左端用止口定位，螺钉固定在俯仰直角减速机的外壳法兰面；俯仰伺服电机与俯仰直角减速机用壳体上的止口定位，用螺钉将两者固定，俯仰直角减速机的输入轴与俯仰伺服电机的输出轴用联轴器联接；俯仰主动齿轮的左端与俯仰直角减速机的输出端法兰面用止口定位，俯仰主动齿轮的右端与俯仰主轴的左端配合，俯仰主轴的右端与俯仰四点接触球转盘轴承的内圈配合，用螺钉依次将三个零件相互固定；俯仰伺服电机驱动俯仰直角减速机,并将动力依次传输至俯仰主动齿轮、俯仰框架内齿、俯仰滑块支架、俯仰下支架、和俯仰上支架，最终传输至滚转轴系组件。

如图3所示，以方位底座为主要支撑，上端面与方位四点接触球转盘轴承的内圈止口定位，并用螺钉将两者固定，方位防尘罩套在方位底座的外侧，并用螺钉固定；方位底座的右端面与方位减速机支架的安装面配合，并用螺钉紧固，方位减速机支架用螺钉固定在方位底座的右侧，在方位减速机支架的内部通过止口定位和螺钉固定的方式，依次安装方位减速机转接板、方位行星减速机和方位伺服电机；方位伺服电机的输出轴与方位行星减速机的输入轴用联轴器联接；用螺钉将方位主动齿轮固定在方位行星减速机的输出端，与方位四点接触球转盘轴承的外齿圈相啮合；

方位底座的内孔用螺钉固定方位轴承座，在方位轴承座的内部依次安装方位上角接触球轴承、方位轴承外圈垫片、方位轴承内圈垫片和方位下角接触球轴承，用螺钉将方位轴承座端盖固定在方位轴承座上，并压紧方位下角接触球轴承的外圈，实现角接触球轴承“面对面”配合；

方位主轴的外圆与轴承对的内圈径向配合，方位主轴上法兰面配合有方位主轴垫片；方位四点接触球转盘轴承的外圈上端面和方位主轴垫片的上端面分别与俯仰框架的下端面配合，并用螺钉将四点接触球转盘轴承的外圈与俯仰框架固定，用螺钉将方位主轴通过方位主轴垫片与俯仰框架固定。

方位伺服电机驱动方位行星减速机，并将动力依次传输至方位主动齿轮、方位带外齿四点接触球转盘轴承的外圈和俯仰框架，最终实现俯仰轴系组件方位旋转。

本实用新型所描述的具有低反射特性的三轴天线测试转台的使用形式不局限于使用电机自带的编码器，为了提高轴系的定位精度，可以在轴系的末端安装角度传感器。