本發(fā)明涉及天線/場探頭的校準技術，尤其涉及一種天線/場探頭外推法校準用的精密行走裝置以及校準系統(tǒng)。

背景技術：

微波天線增益/系數(shù)以及微波場探頭校準因子的校準一般是在微波暗室進行的，由于微波暗室吸波材料不夠理想，存在墻面發(fā)射，反射波與直射波合成使得測試空間形成駐波，這不是理想的均勻平面波，接收點的場強與理論場強就會不同，從而就會帶來場地誤差。

另外，天線校準和場探頭校準是在有限距離(1～3)m的近場進行，采用近似公式、天線間耦合則會引入近場測量誤差。最新研究表明，采用外推法可以大大降低了場地誤差和近場測量誤差。

在外推法測量中，需要記錄接收點場強Ei(使用接收天線或場探頭)與發(fā)射天線與接收天線(或場探頭)間的距離di的一組數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)進行趨勢外推，得到無反射的遠場結果。在外推法中，若想獲得理想的校準數(shù)據(jù)，就需要精確的精密行走系統(tǒng)，這是采用外推法實現(xiàn)天線/場探頭的精確校準所必須解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種天線/場探頭外推法校準用的精密行走裝置以及校準系統(tǒng)，本發(fā)明結構緊湊，使用方便和校準精度高的特點。

本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種天線/場探頭外推法校準用的精密行走裝置，其特征在于，它包括導軌、設置在導軌上的行走機構以及用于驅(qū)動行走機構沿導軌運動的驅(qū)動機構；所述行走機構的上部固定有用于校準的反射鏡。

所述導軌包括兩條平直的軌道以及分別連接在軌道兩端用于保持兩軌道等高的連接板。

所述驅(qū)動機構包括步進電機、皮帶輪軸以及連接在步進電機和皮帶輪軸之間的皮帶；所述步進電機和皮帶輪軸分別設置在軌道兩端的連接板上。

所述行走機構包括支撐架、固定在支撐架上部的支撐桿以及設置在支撐架下端的四個與軌道配合的滾輪；所述反射鏡固定在支撐桿上；所述支撐架的下部還設置有用于連接皮帶的固定夾。

優(yōu)選的是：所述導軌的橫截面為V字形結構；所述皮帶為帶齒皮帶。

本發(fā)明還記載了一種天線/場探頭外推法校準系統(tǒng)，其特征在于，它包括上述結構的天線/場探頭外推法校準用的精密行走裝置，該校準系統(tǒng)還包括固定在支撐桿上的被測天線/探頭，以及固定在發(fā)射天線上的與精密行走裝置配合的雙頻激光干涉儀，該雙頻激光干涉儀與精密行走裝置中的反射鏡相對設置。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明滿足了高精度的天線和場探頭采用外推法校準的需求，不僅結構簡單緊湊，可靠穩(wěn)定，還具有操作簡便、精確高等特點；可廣泛適用于微波天線和微波場探頭的校準、測試等場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明精密行走裝置一個實施例的結構主視圖。

圖2為圖1所示實施例的結構俯視圖。

圖3為圖1所示實施例的結構側(cè)視圖。

圖4為本發(fā)明導軌和驅(qū)動機構的連接結構主視圖。

圖5為圖4所示的連接結構側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明行走機構一個實施例的結構主視圖。

圖7為圖6所示實施例的結構仰視圖。

圖8為圖6所示實施例的結構側(cè)視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，如圖1-3所示，該精密行走裝置包括導軌1、設置在導軌1上的行走機構2以及用于驅(qū)動行走機構2沿導軌1運動的驅(qū)動機構3；所述行走機構2的上部固定有用于校準的反射鏡4；本發(fā)明利用驅(qū)動機構3帶動行走機構2沿著導軌1運動，從而帶動行走機構2上的反射鏡4運動，這樣導軌1能夠?qū)崿F(xiàn)很好的平直性和等高性，從而保證反射鏡4沿著設定的軌跡精密行走。

為了提高結構的可靠性和安裝使用的便利性，本發(fā)明對精密行走裝置的各個實施結構進行了結構設計，其中導軌1的結構如圖4所示，它包括兩條平直的軌道101以及分別連接在軌道101兩端用于保持兩軌道101等高的連接板102；所述驅(qū)動機構3的結構如圖5所示，它包括步進電機301、皮帶輪軸302以及連接在步進電機301和皮帶輪軸302之間的皮帶303；所述步進電機301和皮帶輪軸302分別設置在軌道101兩端的連接板102上；在具體實施時，導軌1和驅(qū)動機構3是連接在一起的，導軌1包括兩條高精度軌道101和兩塊連接板102，其中軌道101具有極高的直線度，用于支撐行走機構，被安裝在平直牢固的地面上，兩塊連接板102用于固定兩條軌道101，保證兩條軌道的等高性；兩塊連接板102安裝步進電機301和皮帶輪軸302，由步進電機301驅(qū)動連接在步進電機301和皮帶輪軸302之間的皮帶303。在具體實施中，軌道101的直線度和等高性的好壞直接影響測量結果的精度，為了提高軌道的可靠性，軌道101的橫截面可采用但不限于V字形結構。

本發(fā)明還對行走機構2的結構進行了結構設計，其具體實施結構如圖6-8所示，它包括支撐架201、固定在支撐架201上部的支撐桿202以及設置在支撐架201下端的四個與軌道101配合的滾輪203；所述反射鏡4固定在支撐桿202上；所述支撐架201的下部還設置有用于連接皮帶303的固定夾204；在實施時，4個高精度滾輪203放置于軌道101之上，可沿軌道101行走；支撐架201與4個高精度滾輪203穩(wěn)固相連；由于支撐架201通過固定夾204連接于皮帶303，當步進電機301轉(zhuǎn)動時，支撐架201就會隨著皮帶303沿著軌道101平穩(wěn)直線運動，而反射鏡4就會隨著支撐架201平穩(wěn)直線運動；在實施時，4個高精度滾輪203的圓度和同心度好壞直接影響測量結果的精度。4個高精度輪子可采用但不限于倒立V字形輪，它與精密軌道101配合使用。同時為了提高使用的精度，所述皮帶303可采用帶齒皮帶。

本發(fā)明還記載了一種天線/場探頭外推法校準系統(tǒng)，它包括上述結構的天線/場探頭外推法校準用的精密行走裝置，該校準系統(tǒng)還包括固定在支撐桿202上的被測天線/探頭，以及固定在發(fā)射天線上的與精密行走裝置配合的雙頻激光干涉儀，該雙頻激光干涉儀與精密行走裝置中的反射鏡4相對設置。所述雙拼激光干涉儀用于測量機構的位移距離，是一種實驗常用儀器，它通過計算激光發(fā)射到從反射鏡回到本機的時間來測量距離；本發(fā)明所述校準系統(tǒng)工作的原理是這樣的，隨著行走機構2的移動，位于行走機構2上的被測天線/探頭和反射鏡4沿著導軌1一起移動，雙頻激光干涉儀發(fā)出的激光經(jīng)反射鏡4返回，即可測得兩者的距離，由于雙頻激光干涉儀固定發(fā)射天線上，因此得到發(fā)射天線與被測天線/探頭的距離；在天線/場強校準中，滿足遠場條件是，距離發(fā)射天線d處的場強E用下式表示：

$E=\frac{\sqrt{30Pg}}{d}---\left(1\right)$

式中，E，接收點的場強，V/m；

d，收發(fā)天線的距離，m；

P，饋入發(fā)射天線的發(fā)射功率，W；

g，發(fā)射天線的增益；

如果設E’＝E/d，則上式變成：

$E^{\′}=\sqrt{30Pg}---\left(2\right)$

E’稱為歸一化場強，單位為V，它與距離無關。當饋入功率P不變，發(fā)射天線增益g采用遠場增益值也應是確定的，所以E’應該為確定的值。因此在不同距離下測得的E_i’值應該是相同的，如果有所不同，則認為是場地誤差和近場測量誤差所引入，經(jīng)趨勢外推法可以減少這些誤差。通過校正實驗，可以得到不確定度優(yōu)于0.2dB的測量結果，并且其距離測量的精確到0.2毫米級別。