一種基于無線控制的微波暗室測試系統(tǒng)及無線控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁場與微波技術，具體涉及微波暗室性能測試技術領域，主要用于新建微波暗室的驗收測試。
【背景技術】
[0002]微波暗室的主要功能是模擬無反射的自由空間，靜區(qū)內(nèi)的最大反射電平是它的最主要的技術指標。本測試方法采用自由空間駐波比法。它是將發(fā)射天線置于暗室一端(前端)，而將接收天線置于暗室待鑒定的靜區(qū)內(nèi)。在不同視角情況下連續(xù)移動接收天線，根據(jù)記錄的駐波曲線求出反射電平。這種方法測量微波暗室靜區(qū)反射電平的依據(jù)是:借用波導測量線測試終端負載反射電壓駐波比的概念，把暗室視作波導測量線，測試天線視作探針，鋪設的吸波材料視作負載，發(fā)射天線視作激勵源。不同的是，這里可以用有方向性的測試天線做“探針”，用三維空間代替測量線的一維空間，從而可測量任意方向墻壁反射波的強弱及到達角。
[0003]由于測試天線需要在微波暗室靜區(qū)內(nèi)移動，現(xiàn)有的測試方法是通過伺服電機控制水平和垂直移動設備，以此帶動天線在微波暗室靜區(qū)內(nèi)按既定行程運動，上位機通過電機電纜、編碼器電纜、制動器電纜控制移動設備上的伺服電機，由此帶動接收天線運動。這種方式因為電機控制線太多，對測試結果的影響具有不確定性，并且電機線的存在經(jīng)常會干擾移動設備的水平運動。受伺服電機重量和電機電纜等的影響，現(xiàn)階段這種模式只能使天線在水平和垂直方向移動，無法滿足天線方位、俯仰、極化的運動，并且由于一些大型微波暗室發(fā)射和接收天線的距離較遠，發(fā)射天線和接收天線的同步運動問題一直無法解決，所以現(xiàn)有方式無法解決微波暗室測試中的多路徑損耗測試項。
[0004]本發(fā)明通過應用無線程控電機技術，解決了伺服電機控制線的干擾問題，通過采用低頻通訊方式，可以有效解決無線電波對測試結果的影響，同時可以通過無線電臺的方式，控制測試系統(tǒng)在水平、垂直、方位、俯仰、極化的運動，也可以控制發(fā)射天線方式，解決收發(fā)天線間的同步問題，完成微波暗室多路徑損耗的測試問題，無線程控電機技術可以避免伺服電機大量控制線引入的測試誤差問題。
[0005]從國內(nèi)公開的技術文獻中尚未查找到無線程控電機在微波暗室測試中的應用的技術報道，公開的技術文獻主要報道的多為現(xiàn)有伺服電機控制模式，例如:
[0006]1)刊載于《制造裝備》的“微波暗室測試運動控制系統(tǒng)設計”(姜文喜，劉建學著)。該測試系統(tǒng)通過伺服電機控制系統(tǒng)的水平和垂直運動，無法解決天線的方位、俯仰、極化等的自動控制。
[0007]2) “暗室靜區(qū)的仿真和測試”(李華民著)采用的也是伺服電機的控制方式，同樣存在無法完成天線其它三維運動的控制能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術問題
[0009]現(xiàn)有的微波暗室測試系統(tǒng)存在以下3個不足:
[0010]1、現(xiàn)有測試設備中電機各種線纜對測試的影響問題；
[0011 ] 2、現(xiàn)有測試設備不能完成接收天線的方位、俯仰、極化自動旋轉(zhuǎn)控制問題；
[0012]3、現(xiàn)有測試設備不能實現(xiàn)微波暗室多路徑損耗的測試問題。
[0013]本發(fā)明采用功能化、模塊化設計思路，充分借鑒軟件無線電技術，將無線方法和程控電機技術應用于測試系統(tǒng)，并通過編寫相關控制軟件，解決電磁兼容問題，提出一種基于無線控制的微波暗室測試系統(tǒng)及無線控制方法。
[0014]技術方案
[0015]—種基于無線控制的微波暗室測試系統(tǒng)，其特征在于包括上位機、發(fā)射電臺、發(fā)射天線、發(fā)射天線轉(zhuǎn)臺、信號發(fā)生器、接收天線、接收天線三軸云臺、接收天線掃描架、低噪聲放大器和頻譜分析儀；上位機分別通過GPIB與信號發(fā)生器和頻譜分析儀連接，上位機通過串口與發(fā)射電臺連接，信號發(fā)生器的輸出端連接發(fā)射天線，接收天線通過低噪聲放大器后連接頻譜分析儀，發(fā)射天線安裝在發(fā)射天線轉(zhuǎn)臺上，接收天線安裝在接收天線三軸云臺上，接收天線三軸云臺安裝在接收天線掃描架上；所述的發(fā)射天線轉(zhuǎn)臺上設有發(fā)射天線接收電臺，接收天線掃描架上設有接收天線掃描架接收電臺，接收天線三軸云臺上設有接收天線三軸云臺接收電臺。
[0016]一種對微波暗室測試系統(tǒng)進行的無線控制方法，其特征在于步驟如下:
[0017]步驟1:上位機將控制指令通過串口下發(fā)至發(fā)射電臺，發(fā)射電臺將控制指令發(fā)送；
[0018]步驟2:發(fā)射天線接收電臺對控制指令進行解碼，如果解碼后的控制指令為發(fā)射天線的，將解碼后的控制指令編碼為控制發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)運動的指令；
[0019]接收天線掃描架接收電臺對控制指令進行解碼，如果解碼后的控制指令為接收天線掃描架的，將解碼后的控制指令編碼為控制接收天線掃描架水平或者垂直運動的指令；
[0020]接收天線三軸云臺接收電臺對控制指令進行解碼，如果解碼后的控制指令為接收天線三軸云臺的，將解碼后的控制指令編碼為控制接收天線三軸云臺方位、俯仰或者極化運動的指令。
[0021]有益效果
[0022]本發(fā)明提出的一種基于無線控制的微波暗室測試系統(tǒng)及無線控制方法，與現(xiàn)有技術相比具有如下技術特點:
[0023]1、采用無線程控技術解決移動天線的五維運動問題；
[0024]2、解決了微波暗室測試中多路徑損耗的同步問題；
[0025]3、解決伺服電機各種電纜在測試中引入的誤差問題。
[0026]無線電機技術引入微波暗室測試，可以完成傳統(tǒng)測試的全部參數(shù)，并且可以解決傳統(tǒng)測試方法無法解決的天線方位、俯仰、極化和多路徑損耗的測試問題，系統(tǒng)同時具有一體化、便攜性、低成本的特點。
【附圖說明】
[0027]圖1本發(fā)明無線程控電機在微波暗室測試中的應用系統(tǒng)總體組成框圖；
[0028]圖2本發(fā)明發(fā)射天線轉(zhuǎn)臺無線控制示意圖；
[0029]圖3本發(fā)明接收掃描架無線控制示意圖；
[0030]圖4本發(fā)明無線程控電機在微波暗室測試中的應用中三維云臺結構示意圖；
[0031]圖5本發(fā)明三軸云臺無線控制示意圖。
【具體實施方式】
[0032]現(xiàn)結合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述:
[0033]本發(fā)明工作原理如下:上位機通過串口 485與發(fā)射電臺通訊，串口 485可以長距離通訊，保證測試人員可以在微波暗室的控制間或其它遠離微波暗室靜區(qū)區(qū)域的地方控制測試設備，減少人員及測試設備對暗室測試結果的影響。上位機與串口 485通訊，將各軸電機控制信息經(jīng)過發(fā)射電臺發(fā)出，發(fā)射天線接收電臺通過解碼器將控制指令轉(zhuǎn)換為發(fā)射電機運動控制指令，通過編碼器控制電機運動，使發(fā)射天線在極化面上做旋轉(zhuǎn)運動；同時三軸云臺接收電臺也完成相應的解碼過程，并通過編碼器控制三軸