CN207753166U - 一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，包括控制板、第一编码器、第二编码器、第一伺服电机、第二伺服电机、基板、支架和底座；支架采用框架结构，底座采用空心圆柱体结构；支架上设有一个用于调节待测天线俯仰角和方位角的控制板，控制板分别与第一编码器和第二编码器电气连接；第一编码器与第一伺服电机连接，第二编码器与第二伺服电机连接；基板与支架通过第一编码器的输出轴铰接；支架与底座端面通过第二编码器的输出轴铰接。本实用新型通过控制板、编码器、伺服电机、基板、支架和底座的配合，实现了天线俯仰和方位角的灵活转动，弥补了传统测试装置测试精度较低和适用范围较小的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，属于卫星天线EMC测试技术领域。
背景技术
通信卫星的EMC试验是指，在卫星服务舱、推进舱与通信舱三舱对接之后，将卫星置于微波暗室内，安装并展开所有星上天线，测试整星的电磁兼容性能。卫星在EMC试验中设置为在轨工作状态，EMC试验主要完成天线的极化检查，转发器通路的健康检查和转发器分系统自身以及与其他分系统之间的电磁兼容性测试。
EMC试验状态卫星转发器进行无线测试，需要使用若干信号源连接地面发射天线向卫星发射上行信号，并且用频谱仪连接地面接收天线接收卫星下行信号，测试系统对所接收的信号进行频谱测试。测试过程中，需要在射频无线环境下，将星上转发器推至功率饱和状态，因此需要将地面发射天线对准星上上行天线的波束中心；同时，需要准确鉴别卫星下行信号谱，因此需要将地面接收天线对准星下行天线波束中心。
传统星上天线主波束宽度较宽且波束边沿滚将不明显，在EMC暗室近场测试时，地面测试天线与波束对准较容易，一般一副地面测试天线只用于星上某一波束的测试，只需在测试前进行一次地面测试天线与主波束的对准，测试过程不用进行调整。相对来说传统测试方法较为简单，传统测试支架由三角架和支撑杆两部分组成，三角支架可固定在地面，支撑杆可直接与天线相连，支撑杆可直接与三角支架连接。测试前手动调节支架高度和测试天线方向使其对准来波方向，测试过程中如需调整，则操作人员进入EMC暗室进行手动调整，工作随机性大、效率低，并且仅适用于波束宽度大对准精度要求不高的测试。
近年来，随着空间技术的不断发展，卫星多波束天线应用越来越广泛，多波束天线的设计特性决定一般波束宽度小、波束边沿滚将大、频率高，天线对准的精度对测试结果影响较大，并且测试过程中要对多波束不同子波束进行多次分别对准，这就要求能够快速灵巧调节天线空间角度实现准确对准，传统手动调节天线方向实现对准精度较低，不能满足测试需求。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，通过控制板、编码器、伺服电机、基板、支架和底座的配合，实现了天线俯仰和方位角的灵活转动，弥补了传统测试装置测试精度较低和适用范围较小的缺陷。
本实用新型的技术解决方案是：
一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，包括控制板、第一编码器、第二编码器、第一伺服电机、第二伺服电机、基板、支架和底座；支架采用框架结构，底座采用空心圆柱体结构；支架上设有一个用于调节待测天线俯仰角和方位角的控制板，控制板分别与第一编码器和第二编码器电气连接；第一编码器与第一伺服电机连接，第二编码器与第二伺服电机连接；基板与支架通过第一编码器的输出轴铰接；支架与底座端面通过第二编码器的输出轴铰接。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述控制板由电路板焊接ARM处理器成型。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述第一编码器和第二编码器均采用24位绝对编码器。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述控制板发出待测天线俯仰角调节指令时，第一编码器配合第一伺服电机驱动基板绕第一编码器输出轴旋转。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述控制板发出待测天线方位角调节指令时，第二编码器配合第二伺服电机驱动支架绕第二编码器输出轴旋转。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述第一伺服电机和第二伺服电机均采用交流伺服电机。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述基板采用实心矩形板状结构，基板的材料采用45#钢，基板上设有若干个用于减重的通孔，基板上固定连接有用于安装待测天线的转接板，基板上均匀布设有四个用于转接板安装定位的凸缘。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述基板与转接板之间卡接或螺接。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述支架由三块矩形板拼接形成一个门字型框架，支架顶框与底座端部贴合，并通过第二编码器输出轴与底座铰接；支架上分别设有过线孔和电源接口，支架上安装有散热器，支架外侧包覆绝缘蒙皮。
在上述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置中，所述底座的材料采用45#钢，底座中固定连接第二伺服电机。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
【1】本实用新型的控制板分别与第一编码器和第二编码器电气连接，使得天线在转动过程中，通过星上遥测变化及下行信号的大小即可判断上下行天线的对准情况，显著提升了待测天线俯仰角和方位角的调节精度以及调节效率。
【2】本实用新型巧妙设计了控制板与编码器的多种控制模式和转动模式，使得测试方案灵活可配，且设计了多级限位保护、新型程控接口、射频电缆固定槽等，使得测试过程可靠性得到保障。
【3】本实用新型采用24位绝对编码器与控制板反馈控制，实现了待测天线的方位角和俯仰角均处于0～180°范围可调，并且精度达到±0.02°以内，而且互不干扰灵活运转，测试过程安全可靠。
【4】本实用新型整体结构紧凑，适用于多种工作环境，使用寿命相对较长，在复杂工况下依然能够良好运转，具有适用范围广的特点，具备良好的市场应用前景。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的结构图
图2为基板、支架和第一编码器的装配示意图
图3为支架、底座和第二编码器的装配示意图
其中：1控制板；2第一编码器；3第二编码器；4第一伺服电机；5第二伺服电机；6基板；7支架；8底座；9转接板；
具体实施方式
为使本实用新型的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型作进一步描述：
如图1～3所示，一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，包括控制板1、第一编码器2、第二编码器3、第一伺服电机4、第二伺服电机5、基板6、支架7和底座8；支架7采用框架结构，底座8采用空心圆柱体结构；支架7上设有一个用于调节待测天线俯仰角和方位角的控制板1，控制板1分别与第一编码器2和第二编码器3电气连接；第一编码器2与第一伺服电机4连接，第二编码器3与第二伺服电机5连接；基板6与支架7通过第一编码器2的输出轴铰接；支架7与底座8端面通过第二编码器3的输出轴铰接。
优选的，控制板1由电路板焊接ARM处理器成型。
优选的，第一编码器2和第二编码器3均采用24位绝对编码器。
优选的，控制板1发出待测天线俯仰角调节指令时，第一编码器2配合第一伺服电机4驱动基板6绕第一编码器2输出轴旋转。
优选的，控制板1发出待测天线方位角调节指令时，第二编码器3配合第二伺服电机5驱动支架7绕第二编码器3输出轴旋转。
优选的，第一伺服电机4和第二伺服电机5均采用交流伺服电机。
优选的，基板6采用实心矩形板状结构，基板6的材料采用45#钢，基板6上设有若干个用于减重的通孔，基板6上固定连接有用于安装待测天线的转接板9，基板6上均匀布设有四个用于转接板9安装定位的凸缘。
优选的，基板6与转接板9之间卡接或螺接。
优选的，支架7由三块矩形板拼接形成一个门字型框架，支架7顶框与底座8端部贴合，并通过第二编码器3输出轴与底座8铰接；支架7上分别设有过线孔和电源接口，支架7上安装有散热器，支架7外侧包覆绝缘蒙皮。
优选的，底座8的材料采用45#钢，底座8中固定连接第二伺服电机5。
本实用新型的工作原理是：
当待测天线需要进行俯仰角调整时，利用控制板1发送指令至第一编码器2，第一编码器2配合第一伺服电机4驱动基板6绕第一编码器2输出轴旋转，同时，第一编码器2实时反馈输出轴的转角信息至控制板1，若反馈转角值小于预设转角值，则继续旋转，若反馈转角值等于预设转角值，则停止旋转；此时，待测天线俯仰角调整完毕。
当待测天线需要进行方位角调整时，利用控制板1发送指令至第二编码器3，第二编码器3配合第二伺服电机5驱动支架7绕第二编码器3输出轴旋转，同时，第二编码器3实时反馈输出轴的转角信息至控制板1，若反馈转角值小于预设转角值，则继续旋转，若反馈转角值等于预设转角值，则停止旋转；此时，待测天线方位角调整完毕。
本实用新型说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。
Claims (10)
1.一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：包括控制板(1)、第一编码器(2)、第二编码器(3)、第一伺服电机(4)、第二伺服电机(5)、基板(6)、支架(7)和底座(8)；支架(7)采用框架结构，底座(8)采用空心圆柱体结构；支架(7)上设有一个用于调节待测天线俯仰角和方位角的控制板(1)，控制板(1)分别与第一编码器(2)和第二编码器(3)电气连接；第一编码器(2)与第一伺服电机(4)连接，第二编码器(3)与第二伺服电机(5)连接；基板(6)与支架(7)通过第一编码器(2)的输出轴铰接；支架(7)与底座(8)端面通过第二编码器(3)的输出轴铰接。
2.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述控制板(1)由电路板焊接ARM处理器成型。
3.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述第一编码器(2)和第二编码器(3)均采用24位绝对编码器。
4.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述控制板(1)发出待测天线俯仰角调节指令时，第一编码器(2)配合第一伺服电机(4)驱动基板(6)绕第一编码器(2)输出轴旋转。
5.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述控制板(1)发出待测天线方位角调节指令时，第二编码器(3)配合第二伺服电机(5)驱动支架(7)绕第二编码器(3)输出轴旋转。
6.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述第一伺服电机(4)和第二伺服电机(5)均采用交流伺服电机。
7.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述基板(6)采用实心矩形板状结构，基板(6)的材料采用45#钢，基板(6)上设有若干个用于减重的通孔，基板(6)上固定连接有用于安装待测天线的转接板(9)，基板(6)上均匀布设有四个用于转接板(9)安装定位的凸缘。
8.根据权利要求7所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述基板(6)与转接板(9)之间卡接或螺接。
9.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述支架(7)由三块矩形板拼接形成一个门字型框架，支架(7)顶框与底座(8)端部贴合，并通过第二编码器(3)输出轴与底座(8)铰接；支架(7)上分别设有过线孔和电源接口，支架(7)上安装有散热器，支架(7)外侧包覆绝缘蒙皮。
10.根据权利要求1所述的一种多点波束通信卫星测试天线的角度调节装置，其特征在于：所述底座(8)的材料采用45#钢，底座(8)中固定连接第二伺服电机(5)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110323571A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-11 | 中国空间技术研究院 | 一种适用于高通量卫星的多波束指向在轨标校方法 |
| CN114389038A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-04-22 | 亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司 | 一种多点波束卫星天线角度调节系统 |
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| CN110323571B (zh) * | 2019-06-26 | 2021-11-16 | 中国空间技术研究院 | 一种适用于高通量卫星的多波束指向在轨标校方法 |
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