柔性天线面型精度测量方法探讨

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1、万方数据中国科技信息2014年第08期·cHINAscIENcEANDTEcHNOLOGYINFORMATlONApr．2014柔性天线面型精度测量方法探讨震王冕．男．安徽省合肥市，工程师．硕士：包金平．中国电子科技集团公司第三十八研究所。王冕包金平中国电子科技集团公司第三十八研究所推广技术摘要本文探讨了柔性天线面型精度的三种测量方法：经纬仪测量法、摄影测量法、激光扫描测量法。分析了各种测量方法的测量范围、测量精度以及优缺点。针对不同的柔性天线，采用不同的测量方法或者是组合测量。关键词柔性天线；面型精度；经纬仪；摄影测量；

2、激光扫描Abst阳ctThisp印erdiscussesttlreemethodsformemeasurementofflexibleante皿aprofileaccuracy：Multi—meodoIitemeas耐ngmethod，Photo伊amme仃y，LaserscaIlllingmeasuringmemod．Analysisofthemeasurementrallge，measurelnentaccuracyandtheadvantagesanddisadvantages．Fordi髓rentftexiblea

3、nteIllla，di脏rentmeasurementmethodswouldbeused．oracombinationmeasurementtobeused．KeywordsflexibleaIltenna；profileaccuracy；theodolite；photo铲ammeny；laserscaIlllingDOI：10．3969／j．is抓．1001—8972．2014．08．069柔性天线【l】是一种全新结构形式的天线，与传统刚性天线相比具有显著的不同。由于材料柔软，靠充气或者骨架支撑，其表面刚性很低，在少许

4、载荷的作用下，天线面也会发生较大变化，对天线面型精度产生较大影响。对于该类型的天线，面型精度检测不能采用传统的接触式测量法，必须采用非接触测量法。本文主要介绍了三种非接触测量法，并探讨了各自在柔性天线面型精度测量上的优缺点。1柔性天线随着雷达技术的发展，卫星通信和军事侦察的需要，雷达的探测距离和探测威力不断提高，大口径化是未来天线研究领域的一个重要发展方向。如：天基预警雷达对天线的要求口径大、能耗低、质量轻、运载体积小；传感器飞机、星载雷达天线要求有效载荷轻，同时可以实现较大的天线功率收发。为了提高天线的口径，同时又控制天

5、线的整体质量，柔性天线作为一种新的天线形式已越来越多地被采用。柔性天线主要分为索膜结构和充气结构：索膜结构天线是通过伞式支架或者是蛛网式支架作为天线的支撑结构，膜材料或者复合材料作为天线的面型材料，通过支架设计可以确定天线面型，索膜结构天线主要用于平面、抛物面等各反射面天线；充气结构天线是通过对组成相对密闭的膜材料体进行充气，通过天线内外气体压差来保持表面，形成椭球面或其它曲面天线，主要应用于传感器飞机、飞艇等平台天线一体化设计中。与刚性天线相比，柔性天线具有较多的优点：质量轻，包装、运载体积小，有效减小星载和球载天线的质

6、量，降低整个空间任务的成本；可展面积大，减少整个雷达系统的质量和展开复杂程度，降低天线加工制造成本，提高系统可靠性。因此柔性天线是未来大口径甚至超大口径天线的理想天线形式。2天线面型精度天线的面型精度是评价天线质量的重要指标。不同频段的天线对天线面型精度的要求是不一样的，总体说：工作频率越高，面型精度的指标越高，一般面型精度要求是天线工作波长的1／16～l／32。随着通信技术和雷达技术向高频化方向发展，对天线面型精度的要求也越来越高。柔性天线一般口径较大，为几十平方米甚至更大。同一189—9一万方数据推广技术中国科技信息2

7、014年第08期·cHlNA5cIENcEANDTEcHNOLoGYINFORMATlONApr·2们4时由于刚度低，面型精度测量要比传统刚性天线难度大。如何快速、有效对柔性天线面型精度检测是保证天线性能的重要环节。3柔性天线面型精度检测方法和精度分析天线表面精度测量方法主要分为接触式和非接触式两种方法。其中接触式测量法主要有：三坐标测量法、关节臂测量法、激光跟踪仪测量法；非接触式测量法主要有：经纬仪测量法、摄影测量法：激光扫描法。由于柔性天线自身的结构无法用接触式测量，因此只能采用非接触式测量法。3．1经纬仪测量法经纬仪

8、测量系统【2】是由两台及以上高精度电子经纬仪构成的空间角度前方交会测量系统，是工业测量领域应用最早和最多的一种系统。双经纬仪测量系统是以两台经纬仪作为测量基站，各自找准空间共同点，通过测量已知的标准量和双经纬仪的角度信息来反推出该空间点的三维坐标，坐标测量原理如图1所示。首先进行系统定向，确定A、B两台