【技术实现步骤摘要】
本申请涉及仪器测试，具体涉及一种天线相位中心自动测试系统和方法。
技术介绍
1、天线的相位中心是其等效辐射中心。理想天线存在唯一的相位中心，其等相面为球面，因此接收不同方向的信号时不会因为天线本身产生额外的相位差而造成定位测量结果的偏差。但通常天线的相位中心只在主瓣某一范围内相位保持相对恒定，此时接收天线在接收不同方向的信号时会引入额外的相位差异，从而产生定位测量误差。随着通讯、雷达、人造卫星和宇航技术的发展，对天线的跟踪、定位精确度的要求也越来越高，而天线的相位中心和辐射远场区相位的稳定性在相位测量、波束跟踪和精确定位等方面都有重要的研究价值和应用意义。因此相位中心的偏差不容忽视，研究相位中心测量方法，通过对天线相位中心位置进行精确测量并将偏差值进行修正，可以提高天线定位精度，保障系统的性能。
2、然而，现有基于移动参考点的相位中心测量方法是通过每次采集出来的相位信息分析参考点的位置，再移动参考点，去逐次逼近中心位置，测量过程需要重复多次移动参考点，耗时耗力，容易出现偶然误差，效率较低，且移动参考点法只针对单一方向(或平面)相位中心位置进行计算分析，工作量巨大，耗时耗力。
3、因此，如何设计一种更加高效的相位中心测试系统，提高测试系统测试和计算效率，降低人工成本，是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种天线相位中心自动测试系统和方法，有效提高天线相位中心测试的效率和测量数据的置信度，减少人工逐次调节引入的干扰，还能够有效避免人为操作错
2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
3、第一方面，本申请提供一种天线相位中心自动测试系统，该系统包括：主控计算机、发射天线、扫描架、扫描架控制器、被测天线、转台、转台控制器、激光跟踪仪和矢量网络分析仪；
4、发射天线和被测天线，分别固定在扫描架和转台上，扫描架和转台分别连接扫描架控制器和转台控制器，其中，发射天线和被测天线上还分别固定有一个光学靶标；
5、激光跟踪仪，设置在发射天线和被测天线之间，用于获取发射天线和被测天线上光学靶标的水平角、旋转角和距离信息，使得发射天线和被测天线的口面中心的对齐；
6、矢量网络分析仪，用于通过发送已知频率的信号，测量发射天线和被测天线的幅度信息和相位信息；
7、主控计算机与扫描架控制器、转台控制器以及矢量网络分析仪相连，用于对扫描架控制器、转台控制器进行控制，以及接收矢量网络分析仪的测量数据，进而确定被测天线的相位中心。
8、一种可能的设计方案，第一方面的系统还包括，扫描架为高精密电动直线滑台ksa-800-11-x。
9、一种可能的设计方案，第一方面的系统还包括，转台为高精度电控旋转台rak-200。
10、一种可能的设计方案，第一方面的系统还包括，扫描架控制器和转台控制器采用usb1020运动控制卡。
11、一种可能的设计方案，第一方面的系统还包括，主控计算机采用基于labview开发的测试软件，实时接收和处理矢量网络分析仪的测量数据，分析被测天线的相位中心。
12、第二方面，本申请提供一种天线相位中心自动测试方法，该方法包括：测试人员通过激光跟踪仪获取发射天线和被测天线上光学靶标的水平角、旋转角和距离信息，测试人员基于水平角、旋转角和距离信息，移动发射天线的扫描架控制器和被测天线的转台控制器，以使发射天线和被测天线的口面中心的对齐；
13、主控计算机利用三点法确定被测天线相位中心的初始参考位置，并设置第一扫描区间和第一步进；
14、主控计算机获取矢量网络分析仪基于第二扫描区间和第二步进采集的第一相位信息和第一幅度信息，得到第一相位方向图；
15、主控计算机基于第一相位方向图，确定被测天线的波束宽度；
16、主控计算机基于初始参考位置和被测天线的波束宽度，设置第二扫描区间和第二步进；
17、主控计算机获取矢量网络分析仪基于第二扫描区间和第二步进采集的第二相位信息和第二幅度信息，得到第二相位方向图；
18、主控计算机基于第二相位方向图，判断第二相位信息中的相位变化是否在预设范围内，若在预设范围内，则计算得到被测天线的相位中心。
19、一种可能的设计方案，第二方面的方法还包括，第一扫描区间设置为-90°至90°。
20、一种可能的设计方案，第二方面的方法还包括，第二扫描区间的范围至少比被测天线的波束宽度宽6°。
21、一种可能的设计方案，第二方面的方法还包括，第一步进和第二步进设置为1°。
22、一种可能的设计方案，第二方面的方法还包括，主控计算机基于第二相位方向图，判断第二相位信息中的相位变化是否在预设范围内，若不在预设范围内，则主控计算机基于第二相位方向图确定移动转台控制器的方向和移动间隔；
23、主控计算机控制转台控制器基于方向和移动间隔移动，并获取矢量网络分析仪基于第二扫描区间和第二步进采集的第三相位信息和第三幅度信息，得到第三相位方向图；
24、主控计算机基于第二相位方向图，判断第二相位信息中的相位变化是否在预设范围内，若在预设范围内，则计算得到被测天线的相位中心。
25、在本申请实施例中，通过天线相位中心自动测试系统，实现自动采集数据、自动计算出初始移动参考点、自动调整天线旋转中心轴的位置、调节天线步进的方向和大小等功能，避免了手动测试时，需要多次分析数据、进行单步调整，耗时耗力且的问题。该系统测试过程简单、高效，避免了传统测试中测试繁琐，手动测试容易引起误操作和产生操作误差等一系列问题，降低了测试风险，缩短测试时间，极大的提高了测试的效率。
26、本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述系统包括：主控计算机、发射天线、扫描架、扫描架控制器、被测天线、转台、转台控制器、激光跟踪仪和矢量网络分析仪；
2.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述扫描架为高精密电动直线滑台KSA-800-11-X。
3.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述转台为高精度电控旋转台RAK-200。
4.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述扫描架控制器和所述转台控制器采用USB1020运动控制卡。
5.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述主控计算机采用基于LabVIEW开发的测试软件，实时接收和处理所述矢量网络分析仪的测量数据，分析所述被测天线的相位中心。
6.一种天线相位中心自动测试方法，应用于权利要求1-5中任意一项所述一种天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述方法包括：
7.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试方法，其特征在于，所述第一扫描区间设置为-90°至
8.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试方法，其特征在于，所述第二扫描区间的范围至少比所述被测天线的波束宽度宽6°。
9.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试方法，其特征在于，所述第一步进和所述第二步进设置为l°。
10.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试方法，其特征在于，所述方法还包括：所述主控计算机基于所述第二相位方向图，判断所述第二相位信息中的相位变化是否在预设范围内，若不在预设范围内，则所述主控计算机基于所述第二相位方向图确定移动所述转台控制器的方向和移动间隔；
...【技术特征摘要】
1.一种天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述系统包括：主控计算机、发射天线、扫描架、扫描架控制器、被测天线、转台、转台控制器、激光跟踪仪和矢量网络分析仪；
2.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述扫描架为高精密电动直线滑台ksa-800-11-x。
3.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述转台为高精度电控旋转台rak-200。
4.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述扫描架控制器和所述转台控制器采用usb1020运动控制卡。
5.根据权利要求1所述的天线相位中心自动测试系统，其特征在于，所述主控计算机采用基于labview开发的测试软件，实时接收和处理所述矢量网络分析仪的测量数据，分析所述被测天线的相位中心。
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【专利技术属性】
技术研发人员：许兴明，黄承祖，彭婧宇，成永杰，齐万泉，刘星汛，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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