一种可调式雷达馈源辅助定位装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明是雷达天线系统装配调试过程中，对天线馈源进行定位测量时，使用的可调式辅助定位装置。
【背景技术】
[0002]在雷达天线系统的装配后调试前，需要对馈源位置进行预定位，由于天线系统结构复杂，通常直接对馈源和反射面之间的相位中心和焦点相对位置进行测量的调整。目前一种可靠、高效的方法是利用激光跟踪仪进行高精度的位置测量，并不断给出馈源实际坐标与设计坐标之间的误差，直至将馈源调整至误差允许范围内。其调整过程主要在已加工好的馈源支架的基础上采用增减垫片的方式调节支架末端馈源的位置，这种方式有几个缺点:一是无法量化增减垫片与馈源位置的准确关系，需要反复尝试，效率较低；二是无法得到馈源安装面在设计坐标系中的位置，一旦馈源或支架位置发生变动后，很容易导致前期测试结果作废。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于雷达馈源的可调式测量辅助定位装置，在测量和调整馈源位置的过程当中，能够将多个空间自由度的调整量进行记录。
[0004]本发明采用的技术方案实现了一种可调式雷达馈源辅助定位装置:
[0005]包括了安装基座，三个平移自由度的纵向导轨、横向导轨、垂向导轨，两个转动自由度的俯仰角转轴、方位角转轴和用于激光跟踪仪靶球测量的固定座、馈源转接板共七个主要部件。安装基座底面分布有几个通孔，便于采用螺钉连接固定在天线支架上。此外，安装基座底面加工了一个定位槽，尺寸与天线支架上的定位凸台具有配合关系，从而实现本装置的紧固与定位。纵向、横向、垂向导轨分别由三个带有阻尼保持力和刻度指示的导轨滑块套件构成。纵向导轨的轨道固定在安装基座上，垂向导轨的轨道安装在纵向导轨的滑块上，横向导轨的轨道安装在垂向导轨的滑块上。根据常规尺寸雷达天线制造装配的特点，馈源在三个自由度方向上的位移通常为厘米级，所以导轨不会因为过长而导致降低刚度。俯仰角、方位角转轴主要由台阶轴、滚动轴承、外壳、旋转码盘构成。俯仰角转轴外壳固定在横向导轨的滑块上，方位角转轴外壳固定在俯仰角转轴台阶轴末端。通常俯仰角和方位角误差均在10°以内，因此旋转码盘只取±10°量程即可。固定座固定在方位角转轴台阶轴末端，固定座外表面为一个平面及两个靶球定位孔，定位孔加工成锥形孔，此锥形孔的加工精度要求很高，靶球以其定位时可以获得足够的定位精度。在锥形孔的背面配有磁铁，用于吸住靶球。其中一个定位孔模拟馈源相位中心位置，另一个定位孔用于辅助定位，提供建立馈源局部坐标系的坐标要素。馈源转接板主要用于将馈源喇叭和固定座对接固定，固定座和馈源转接板的连接面配有定位孔以保证位置精度。
【附图说明】
[0006]图1为本发明的激光跟踪仪靶球测量状态的结构示意图。
[0007]图2为本发明的馈源电性能测试状态的结构示意图。
[0008]图中标号名称:1、安装基座，2、纵向导轨，3、横向导轨，4、垂向导轨，5、俯仰角转轴，6、方位角转轴，7、固定座，8、定位孔，9、辅助定位孔，10、革E球，11、馈源转接板，12、馈源。
【具体实施方式】
[0009]本发明涉及了一种可调式雷达馈源辅助定位装置及方法。具体实施步骤如下:
[0010]步骤一:利用该装置测量辅助定位时，首先将安装基座1安装在天线系统的对应安装面上，再将各导轨2、3、4及转轴5、6位置调整至中点。
[0011]步骤二:利用激光跟踪仪开始建立天线系统的基准，并导入理论三维模型，则可知反射面焦点和馈源相位中心各自的理论位置。其中，由于反射面的测量调整先于馈源相位中心进行，所以反射面焦点的坐标要以调整后的实际位置而定。
[0012]步骤三:当需要进行结构位置测量时，将激光跟踪仪靶球10放置在模拟馈源相位中心的定位孔8和辅助定位孔9上，建立模拟馈源的局部坐标系。不断利用激光跟踪仪对靶球10的位置进行采样，所得测量位置与理论位置进行比对，即可得出各运动自由度的调整量。多次调整直至靶球10 (即模拟馈源相位中心)的位置误差满足定位要求，记录装置中部件2、3、4、5、6的位置刻度，即可得到后续电讯测试调整的基本位置参数。当需要进行电性能测试时，将馈源转接板11连接馈源12后，使用定位螺钉安装在固定座7上，即可对馈源进行测试。在测试过程中，仅需在上述步骤的基础上进行位置微调即可得到馈源的最佳位置调整量。至此，记录装置上的所有刻度读数并换算，可得到需要配做的馈源支架的关键尺寸参数。
[0013]此外，根据不同型号的雷达，仅需更换适配对应定位槽的安装基座即可，该装置本身具有一定普适性。
【主权项】
1.一种可调式雷达馈源辅助定位装置，其特征在于:包含安装基座(1)，三个平移自由度的纵向导轨(2)、横向导轨(3)、垂向导轨(4)，两个转动自由度的俯仰角转轴(5)、方位角转轴(6)，一个固定座(7); 其中纵向导轨(2)、横向导轨(3)、垂向导轨(4)分别由三个带有阻尼保持力和刻度指示的导轨滑块套件构成；纵向导轨(2)的轨道固定在安装基座(1)上，垂向导轨(4)的轨道安装在纵向导轨(2)的滑块上，横向导轨(3)的轨道安装在垂向导轨(4)的滑块上； 其中俯仰角转轴(5)、方位角转轴￠)由台阶轴、滚动轴承、外壳、旋转码盘构成；俯仰角转轴(5)外壳固定在横向导轨(3)的滑块上，方位角转轴(6)外壳固定在俯仰角转轴(5)台阶轴末端； 固定座(7)固定在方位角转轴(6)台阶轴末端； 各部件均设有刻度指示并具有阻尼保持力。2.根据权利要求1所述的可调式雷达馈源测量辅助定位装置，其特征在于: 所述固定座(7)外表面为一个平面及两个激光跟踪仪靶球定位孔，定位孔加工成锥形孔用于激光跟踪仪靶球(10)定位时获得足够的定位精度；在锥形孔的背面配有磁铁，用于吸住激光跟踪仪靶球(10);其中一个定位孔模拟馈源相位中心位置，另一个定位孔用于辅助定位，提供建立馈源局部坐标系的坐标要素。3.根据权利要求1所述的一种可调式雷达馈源测量辅助定位装置，其特征在于:所述馈源转接板(11)主要用于将馈源喇叭和固定座(7)进行固定，馈源转接板(11)连接馈源(12)后，使用定位螺钉安装在固定座(7)上，即可对馈源进行后续测试；固定座(7)和馈源转接板(11)的连接面配有定位孔以保证位置精度。4.一种可调式雷达馈源辅助定位方法，其特征在于: 步骤一:将安装基座(1)安装在天线系统的对应安装面上，将纵向导轨(2)、横向导轨(3)、垂向导轨(4)及俯仰角转轴(5)、方位角转轴(6)位置调整至中点； 步骤二:利用激光跟踪仪开始建立天线系统的基准，并导入理论三维模型，则可知反射面焦点和馈源相位中心各自的理论位置；反射面焦点的坐标以调整后的实际位置而定； 步骤三:当需要进行结构位置测量时，根据权利要求1、2所述的装置，将激光跟踪仪靶球(10)放置在模拟馈源相位中心的定位孔(8)和辅助定位孔(9)上，建立模拟馈源的局部坐标系；不断利用激光跟踪仪对靶球(10)的位置进行采样，所得测量位置与理论位置进行比对，即可得出各自由度的调整量；多次调整直至靶球(10)，即模拟馈源相位中心的位置误差满足定位要求，记录装置中部件(2)、(3)、(4)、(5)、(6)的位置刻度，即可得到后续电讯测试调整的基本位置参数；当需要进行电性能测试时，根据权利要求1、3所述的装置，馈源转接板(11)连接馈源(12)后，使用定位螺钉安装在固定座(7)上，即可对馈源进行测试。5.根据权利要求4所述的一种可调式雷达馈源辅助定位方法，其特征在于:记录装置上的所有刻度读数并换算，可得到需要配做的馈源支架的关键尺寸参数。6.根据权利要求4或5所述的一种可调式雷达馈源辅助定位方法，其特征在于:根据不同型号的雷达，仅需更换适配对应定位槽的安装基座。
【专利摘要】本发明公开了一种可调式雷达馈源辅助定位装置及方法，该装置包括安装基座，三个平移自由度的导轨，两个转动自由度的转轴。以安装基座为基础，三个平移自由度的导轨姿态相互正交，构成三个平移自由度。两个转动自由度的转轴中，横向转轴的壳体安装于末级导轨的滑块上，纵向转轴安装于横向转轴的台阶轴上，并相互垂直，以构成两两正交的两个转动自由度。位于装置末端的固定座可直接用于激光跟踪仪靶球测量或者通过馈源转接板对馈源进行电性能测试。该装置在测量和调整馈源位置时，其多个自由度的调整量可直接读数，可提供馈源位置的准确数据，提高馈源定位过程的效率。
【IPC分类】G01S7/02, G05D3/12, G01B11/00
【公开号】CN105425827
【申请号】CN201510747372
【发明人】李珂翔, 王宏杰, 吴佳
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二四研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日