一種星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)微振動pim測試系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)測試領域，尤其涉及一種金屬網(wǎng)微振動P頂測試系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國衛(wèi)星有效載荷技術(shù)的快速發(fā)展，通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等對5米以上的大口徑天線的需求日益明顯。該類天線由于受到到火箭整流罩容積的限制一般采用的是發(fā)射時收攏，入軌后展開的形式。為了減少重量并方便收攏及展開，其反射面一般使用金屬反射網(wǎng)，由于不少大口徑天線都要求具有收發(fā)共用的能力，這就要求所使用的金屬網(wǎng)具有較好的無源互調(diào)性能。無源互調(diào)(Passive Intermodulat1n簡寫為PIM))是一種非線性干擾現(xiàn)象。當兩個或多個信號同時通過非線性零部件或非線性通信系統(tǒng)時就會產(chǎn)生無源互調(diào)干擾，通常無源互調(diào)產(chǎn)生的干擾信號被稱為無源互調(diào)產(chǎn)物。當無源互調(diào)產(chǎn)物的頻率落入衛(wèi)星天線的接收頻段時，就會影響接收系統(tǒng)的正常工作，嚴重時甚至會使衛(wèi)星接收系統(tǒng)失效。
[0003]由于金屬網(wǎng)編織結(jié)構(gòu)復雜，存在金屬絲之間的相對運動、絲與絲之間的接觸狀態(tài)變化、金屬絲的表面氧化、鍍層質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，而這些因素都有可能是潛在的PM源，因此需要對金屬網(wǎng)的PM特性進行測試。
[0004]金屬網(wǎng)的P頂性能主要受網(wǎng)面張緊力變化、振動環(huán)境及溫度變化三方面的影響?？臻g環(huán)境下金屬網(wǎng)的微振動對其PIM性能影響較大，因此要對金屬網(wǎng)的微振動進行PIM測試，由于周圍的鐵磁介質(zhì)材料對于PIM測試結(jié)果有很大的影響，因此金屬網(wǎng)的PIM測試需要在PIM箱中進行，且箱內(nèi)不能有任何裸露的金屬材料，這就對振動激勵源的選取提出了苛刻的要求。常用的激勵源是采用激振器，其優(yōu)點是激振量級可控，但激振器本身是鐵磁介質(zhì)，會對PIM結(jié)果造成影響，為了消除激振器的影響需要對PIM箱進行較大的改動，成本較高。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有用風扇吹動金屬網(wǎng)的方法，但該方法不適用利用PIM箱進行測試(風扇也是鐵磁介質(zhì)，不能進入PIM箱)，另外其激振量級及頻率也不宜量化控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)微振動PM測試系統(tǒng)和方法，能夠有效避免在PM箱中使用具有鐵磁性質(zhì)的激振器對PIM測試結(jié)果帶來的影響，提高了 P頂測試的精確度，并實現(xiàn)了通過氣動激勵的方式對金屬網(wǎng)振幅和頻率進行控制，達到了準確模擬金屬網(wǎng)在軌受到激勵發(fā)生振動的目的。
[0006]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)微振動P頂測試系統(tǒng)，包括氣動控制系統(tǒng)、激光測振系統(tǒng)、PM測試裝置、金屬網(wǎng)和PM箱，所述金屬網(wǎng)設置于所述PM箱內(nèi)；
[0008]所述氣動控制系統(tǒng)包括非鐵磁材料氣動管路、過濾閥、壓力表、吹掃閥和控制器，所述過濾閥設置在所述非鐵磁材料氣動管路上用于對壓縮氣體中的雜質(zhì)進行過濾，所述壓力表用于監(jiān)測所述氣動管路中的氣體壓力，所述吹掃閥設置在所述非鐵磁材料氣動管路上以對氣動管路中的氣體進行吹掃，所述控制器控制所述吹掃閥的開關頻率，所述氣動控制系統(tǒng)通過非鐵磁材料氣動管路將壓縮氣體引入PIM箱中，以對金屬網(wǎng)實施氣動激勵，并通過改變氣動管路中氣體壓力大小及吹掃閥的開關頻率對金屬網(wǎng)的振動幅值大小及頻率進行控制；
[0009]所述激光測振系統(tǒng)在不同參數(shù)狀態(tài)下，對所述金屬網(wǎng)的最大振幅與所述氣動管路中氣體壓力的比例系數(shù)進行標定；
[0010]所述氣動控制系統(tǒng)利用標定好的比例系數(shù)，控制金屬網(wǎng)的振幅和頻率以模擬金屬網(wǎng)在軌振動；
[0011]所述pm測試裝置對金屬網(wǎng)進行微振動PM測試。
[0012]進一步的，所述非鐵磁材料氣動管路為塑膠氣動管路，所述塑膠氣動管路的末端設有一非鐵磁材料噴嘴，所述非鐵磁材料噴嘴進入所述PM箱內(nèi)，以將所述壓縮氣體引入P頂箱中，對金屬網(wǎng)實施氣動激勵。
[0013]進一步的，所述P頂箱中還設有一非鐵磁材料支架，所述非鐵磁材料噴嘴通過所述非鐵磁材料支架固定在所述PIM箱內(nèi)，并通過調(diào)整所述支架的位置確定所述噴嘴與金屬網(wǎng)中心的距離。
[0014]進一步的，所述參數(shù)為吹掃閥開關頻率、所述噴嘴距金屬網(wǎng)中心的距離、所述噴嘴的口徑和金屬網(wǎng)張力。
[0015]本發(fā)明還提供一種星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)微振動P頂測試方法，包括以下步驟:
[0016](1)建立氣動控制系統(tǒng)，將氣動控制系統(tǒng)的非鐵磁材料氣動管路接入內(nèi)設有所述金屬網(wǎng)的P頂箱中；
[0017](2)組建、調(diào)試激光測振系統(tǒng)；
[0018](3)氣動控制系統(tǒng)工作，壓縮氣體通過所述非鐵磁材料氣動管路引入所述P頂箱中，對所述金屬網(wǎng)實施氣動激勵；
[0019](4)通過所述激光測振系統(tǒng)，在不同參數(shù)狀態(tài)下對所述金屬網(wǎng)的最大振幅與所述氣動管路中氣體壓力的比例系數(shù)進行標定，形成標定參數(shù)表；
[0020](5)移除激光測振系統(tǒng)，組建、調(diào)試P頂測試裝置；
[0021](6)依據(jù)所述標定參數(shù)表，調(diào)整所述參數(shù)以模擬金屬網(wǎng)在軌振動；
[0022](7)通過所述PM測試裝置進行金屬網(wǎng)微振動PM測試。
[0023]所述氣動控制系統(tǒng)包括所述非鐵磁材料氣動管路、過濾閥、壓力表、吹掃閥和控制器，壓縮氣體進入所述氣動管路后經(jīng)過濾閥對氣體中雜質(zhì)進行過濾，然后經(jīng)吹掃閥吹掃，最后通過設置在氣動管路末端的非鐵磁材料噴嘴進入PIM箱對金屬網(wǎng)實施氣動激勵；所述吹掃閥的開關頻率受所述控制器控制，所述壓力表監(jiān)測所述氣動管路中氣體的壓力。
[0024]進一步的，所述非鐵磁材料氣動管路為塑膠管路，所述非鐵磁材料噴嘴為塑膠噴嘴。
[0025]進一步的，所述參數(shù)為吹掃閥開關頻率、所述噴嘴距金屬網(wǎng)中心的距離、所述噴嘴的口徑和金屬網(wǎng)張力。
[0026]進一步的，在進行比例系數(shù)標定時，在所述金屬網(wǎng)中心粘貼測量靶標用于所述激光測振系統(tǒng)測量金屬網(wǎng)的最大振幅，在移除激光測振系統(tǒng)時，也將所述靶標從所述金屬網(wǎng)中心揭除。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0028]本發(fā)明通過非鐵磁材料氣動管路將壓縮氣體引入P頂箱，通過改變氣動管路中氣體壓力大小及吹掃閥的開關頻率對星載收發(fā)共用天線金屬網(wǎng)的振動幅值大小及頻率進行控制，達到模擬金屬網(wǎng)在軌受到激勵發(fā)生振動的目的，本發(fā)明成功避免了現(xiàn)有技術(shù)中具有鐵磁性質(zhì)的激振器對PIM測試結(jié)果帶來的影響，提高了對金屬網(wǎng)在軌振動的模擬準確度和PM測試的精確度。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明金屬網(wǎng)微振動P頂測試系統(tǒng)的組成形式示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明金屬網(wǎng)微振動P頂測試系統(tǒng)的另一組成形式示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明金屬網(wǎng)微振動P頂測試流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步介紹。
[0033]本發(fā)明采用可控壓縮氣體激勵金屬網(wǎng)的方法，其主要思路是將壓縮氣體通過非鐵磁材料氣動管路和非鐵磁材料噴嘴引入PM箱，將所述非鐵磁材料噴嘴利用非鐵磁材料制作的支架進行固定，并通過調(diào)整支架的位置確定所述噴嘴與金屬網(wǎng)中心的距離；通過改變氣動管路中氣體壓力大小及吹掃閥的開關頻率對金屬網(wǎng)的振動幅值大小及頻率進行控制，達到模擬金屬網(wǎng)在軌受到激勵發(fā)生振動的目的。金屬網(wǎng)的最大振幅與氣動管路中氣體壓力之間的關系如下式所示:
[0034]Apeak ( ω ) = c (1，d, Τ, ω ) X P ( ω )
[0035]式中，A_k為金屬網(wǎng)最大振幅，ω為吹掃閥開關頻率，Ρ為氣動管路中氣體壓力，1為噴嘴距金屬網(wǎng)中心的距離，d為噴嘴的口徑，Τ為金屬網(wǎng)的張力，c為金屬網(wǎng)最大振幅與氣動管路壓力的比例系數(shù)，該比例系數(shù)隨參數(shù)l、d、T、ω的改變而發(fā)生變化。
[0036]參見圖1，本發(fā)明的金屬網(wǎng)微振動Ρ頂測試系統(tǒng)包括氣動控制系統(tǒng)、激光測振系統(tǒng)、ΡΙΜ測試裝置、金屬網(wǎng)和Ρ頂箱，所述金屬網(wǎng)設置于所述ΡΜ箱內(nèi)；所述ΡΜ測試系統(tǒng)通過所述氣動控制系統(tǒng)的非鐵磁材料氣動管路將壓縮氣體引入ΡΜ箱中，以對金屬網(wǎng)實施氣動激勵；在不同參數(shù)狀態(tài)下，通過所述激光測振系統(tǒng)對所述金屬網(wǎng)的最大振幅與所述氣動管路中氣體壓力的比例系數(shù)進行標定；所述ΡΜ測試系統(tǒng)利用標定好的比例系數(shù)控制金屬網(wǎng)的振幅和頻率以模擬金屬網(wǎng)在軌振動，并利用所述ΡΙΜ測試裝置對金屬網(wǎng)進行微振動ΡΜ測試。
[0037]所述氣動控制系統(tǒng)包括所述非鐵磁材料氣動管路、過濾閥、壓力表、吹掃閥和控制器，所述過濾閥設置在所述非鐵磁材料氣動管路上用于對壓縮氣體中的雜質(zhì)進行過濾，所述壓力表用于監(jiān)測所述氣動管路中的氣體壓力，所述吹掃閥設置在所述非鐵磁材料氣動管路上以對氣動管路中的氣體進行吹掃，所述控制器控制所述吹掃閥的開關頻率。
[0038]所述非鐵磁材料氣動管路優(yōu)選為塑膠氣動管路，所述塑