一种天线辐射单元阵面微波性能测试装置与方法与流程

本发明涉及天线辐射单元测试，具体涉及一种天线辐射单元阵面微波性能测试装置与方法。

背景技术：

1、天线辐射单元是雷达天线的重要组成部分，多个天线辐射单元按一定排列构成辐射阵面，用于实现电磁信号的发射与接收。天线辐射单元阵面在使用前需对其驻波系数等性能进行测试，测试方法为将测试线缆一端连接在矢量网络分析仪测试端口中，另一端插入天线辐射单元的射频连接器中，按照预设程序进行微波性能测试。

2、由于雷达天线的天线辐射单元通道数达到数百个，每个通道均需进行测试，采用手工测试手段需要反复进行测试插头插拔、测试程序启动、测试数据记录等工作，存在工作强度大、效率低等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种用于天线辐射单元阵面微波性能的自动化测试装置与方法，可实现天线辐射单元阵面的自动上下料和微波性能的自动化测试，并且测试过程安全、可靠。

2、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一方面，本发明提供了一种天线辐射单元阵面微波性能测试装置，包括：测试平台，用于支撑整个装置；设置在所述测试平台上的自动移载机构、微波测试仪器、测试执行机构、物料缓存平台、主控系统；装夹及周转测试产品的载具；

4、所述自动移载机构其与所述主控系统连接，所述自动移载机构用于所述载具的放置或取出；

5、所述微波测试仪器用于实现微波信号发射、接收及测试分析；

6、所述测试执行机构用于对载具进行装夹固定，并执行测试运动；

7、所述物料缓存平台用于对载具进行分区域放置，并对载具的叠放数量进行自动检测；

8、所述主控系统用于对整个装置的运动和测试进行集成控制；

9、所述载具用于安装固定天线辐射单元阵面，并且设有与自动移载机构、测试执行机构、物料缓存平台匹配的装夹定位接口。

10、优选的，所述自动移载机构包括：

11、六轴机器人，其安装在所述测试平台上，用于实现所述载具上下料所需的运动；

12、夹持支座，其设置在所述六轴机器人的末端，所述夹持支座为框架结构；

13、双滑块电缸，其设置在所述夹持支座内，所述双滑块电缸的两端各设有一滑块；

14、载具夹爪，其设置有两个，两个所述载具夹爪分别与两个所述滑块连接，以在所述双滑块电缸的驱动下实现抓取或松开所述载具；

15、扫码枪，其设置在所述夹持支座的侧壁，以读取所述载具的信息。

16、优选的，所述测试执行机构包括：xz两轴模组、测试插拔机构、测试基座、载具压紧机构，

17、所述测试基座安装在所述测试平台上，用于支撑整个所述测试执行机构；

18、所述xz两轴模组安装在所述测试基座上，用于测试所述插拔机构沿xz方向移动至各测试位置；

19、所述测试插拔机构安装在所述xz两轴模组上，用于实现测试插拔动作；

20、所述载具压紧机构设有两组，分别用于对所述载具的上方和下方对进行顶紧。

21、优选的，所述测试基座上设有测试窗口、载具到位检测系统及测试定位销孔，

22、所述测试窗口为按测试面设计的缺口，以保证测试的准确性；

23、所述载具到位检测系统采用光电传感器检测所述载具的安装到位情况；

24、所述测试定位销孔用于载具在测试状态下的定位。

25、优选的，所述测试插拔机构包括：连接板、测试电推杆、移动架、导柱、测试插头、滑动块、缓冲弹簧、插头支座及测试线缆，

26、所述连接板安装在所述xz两轴模组的x轴移动块上；

27、所述测试电推杆固定部分与连接板相连，移动部分与移动架相连，在测试电推杆驱动下移动架可进行前后移动；

28、所述导柱设有两个，均安装在移动架的安装孔内；

29、所述滑动块穿设在导柱上，可沿导柱滑动；

30、所述缓冲弹簧设有两个，穿设在导柱上，缓冲弹簧一端与滑动块相连，另一端与移动架内侧面相连；

31、所述插头支座与滑动块相连，用于安装测试插头；

32、所述测试线缆一端与测试插头相连，另一端与微波测试仪器相连，用于微波信号传输。

33、优选的，所述载具压紧机构包括：压紧电推杆、压紧支撑座及推压杆；

34、所述压紧支撑座安装在测试基座上；

35、所述压紧电推杆固定部分安装在压紧支撑座上，移动部分与推压杆相连，压紧电推杆驱动推压杆运动，实现对载具的顶紧或松开。

36、优选的，所述载具包括：二维码块、载具基板、夹持定位销、产品定位销、垫块、载具定位销套及载具压板：

37、所述载具基板为所述载具的主体支撑结构；

38、所述二维码块安装在所述载具基板背面，用于标识所述载具；

39、所述夹持定位销位于载具基板左右两侧面，用于载具夹爪抓取载具状态下的定位；

40、所述产品定位销安装在载具基板中，用于对待测产品进行定位；

41、所述垫块安装在载具基板上下两侧面，在测试时，载具压紧机构的推压杆对垫块施加压紧力，实现载具固定；

42、所述载具定位销套用于在测试状态下载具的定位，结构上包括定位销、定位孔、压紧缺口；

43、所述定位销用于测试时与测试基板的测试定位销孔配合；

44、所述定位孔与定位销相配合，用于载具的叠放定位；

45、所述压紧缺口用于载具定位销套在载具上的固定；

46、所述载具压板用于对天线辐射单元阵面进行压紧。

47、优选的，所述物料缓存平台包括：支撑柱、定位柱、物料检测系统及物料搁板，

48、所述支撑柱安装在测试平台上，用于支撑物料搁板；

49、所述物料搁板用于放置载具，从左至右分为待测产品区域、合格产品区域和不合格产品区域，每个物料存放区域均可叠放四套载具；

50、所述定位柱安装在物料搁板上，在每个物料存放区域均设有一组，每组数量为四个，用于载具的定位，每组的定位柱间距采用不等距设计，可避免载具位置反装和错位；

51、所述物料检测系统安装在物料搁板上，在每个物料存放区域均设有一套，每套系统从上到下设有与载具高度相匹配的四个位置传感器，用于对载具的放置层数进行检测。

52、另一方面，本发明还提供了一种天线辐射单元阵面微波性能测试方法，采用上述的天线辐射单元阵面微波性能测试装置，所述方法包括：

53、步骤1：所述天线辐射单元阵面由多个天线辐射单元按一定阵列安装在载具中，并通过通过载具压板进行压紧；

54、步骤2：所述载具叠放在物料缓存平台的待测产品区域；

55、步骤3：所述自动移载机构采用扫码枪读取载具的信息，并采用载具夹爪夹取载具安装在测试基座上，使测试基座的定位销孔与载具的定位销配合；

56、步骤4：所述载具压紧机构从上下两个方向对载具进行压紧，压紧后载具夹爪松开载具，自动移载机构移出测试区域；

57、步骤5：所述测试插拔机构在xz两轴模组驱动下，运动到测试点位，测试电推杆驱动测试插头插入天线辐射单元的射频连接器内孔中；

58、步骤6：所述主控系统触发微波测试仪器进行测试，并对测试数据进行处理和记录；

59、步骤7：所述测试电推杆驱动测试插头从当前测试位置拔出，并在xz两轴模组驱动下运动至下一个测试点位，再次进行微波性能测试，直至所有通道测试完毕；

60、步骤8：所述测试插拔机构远离测试位置，自动移载机构移动到测试位置，夹持载具，载具压紧机构松开对载具的压紧；

61、步骤9：所述主控系统根据测试结果，控制自动移载机构将载具分别放置在合格产品区域或不合格产品区域。

62、步骤10：启动下一套载具的测试，直至待测产品区域的所有载具测试完毕。

63、优选的，所述测试插头设有法兰盘，测试插头与天线辐射单元射频连接器的分离力为0.5n～1.3n，测试插头的有效使用寿命为2000次～2500次；

64、所述测试插拔机构通过缓冲弹簧实现测试缓冲及插入力控制，测试时施加的插入力为2n～3n；

65、所述测试线缆的长度为1.5m～2m；

66、所述测试插拔机构通过缓冲弹簧实现测试缓冲及插入力控制，测试时施加的插入力为2n～3n；

67、测试状态下载具压紧机构对载具施加的推力为200n～300n；

68、所述推压杆和垫块的接触面采用45°斜面，斜面长度为4mm～5mm。

69、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

70、本发明提供的一种天线辐射单元阵面微波性能测试装置，运用了六轴机器人搬运和三轴测试定位机构，可以完成自动上料、自动测试、自动下料等功能，一次启动可自动完成4套产品的测试，测试过程不需要人工介入、自动化程度高、测试过程安全，提高了测试效率；

71、本发明采用弹性缓冲装置对测试过程的插入力和插入深度进行控制，不仅保证了测试插头可以稳定的插入产品的射频连接器中，而且安全性高，有效避免了测试插拔对产品射频连接器的损伤，以及插入位置异常情况下对测试机构的损伤，并提高了测试插头的有效使用次数；

72、本发明通过主控系统对微波测试仪器、测试运动控制系统、六轴机器人等部件的集成控制，保证了测试的稳定进行，实现了具有数百个测试通道的天线辐射单元阵面的快速测试，并通过对测试数据进行自动分析处理，实现对天线辐射单元阵面微波性能的快速判定。