激光测量技术在天线近场系统中的应用

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1、!"$$%年O月现代雷达第O期!激光测量技术在天线近场系统中的应用王秀春（南京电子技术研究所!南京"#$$#%）【摘要】!借助于先进的激光测量技术，可对天线近场测量系统的定位误差进行精确测量并加以校正。基于对扫描架机械误差源的分析，本文叙述了线性激光测量方法，介绍了激光跟踪系统的应用原理及前景，提出了利用激光测量数据进行定位误差校正的基本思路。【关键词】!激光测量，天线近场系统，误差校正&’’()*+,)-.-/0+12342+153262.,72*8.-(-9:).&.,2..+;2+3:1

2、,26!"#$%&’()*’+（;+.?).9@212+3*8A.1,),5,2-/B(2*,3-.)*172*8.-(-9:!;+.?).9"#$$#%）【",-./0).】!782’-1),)-.).9233-3-/,82+.,2..+.2+3

3、-31-/,821*+..23，,8)1’+’23’3212.,1,82().2+3(+12362+153262.,62,8-=F&.=,82.，,82’3).*)’(2+.=+’’(:).9’3-1’2*,-/,82(+123,3+*H).91:1,26+32).,3-=5*2=FI).+(<(:),9)E21,826+).)=2+-/’-1),)-.).9233-3*-332*,)-.32()2=-.,82(+12362+153262.,=+,+F【12345/6-】!(+12362+153262.,，

4、+.,2..+.2+3A公司研制出了能测量平面度误差的旋转平面激〔"〕天线近场测量，在经历了始于"$世纪J$年代的光器。南京电子技术研究所某大型天线平面近场理论研究，到K$年代后实用阶段的发展，现已成为雷测量系统，首次将美国&MA公司的激光跟踪系统成功达、通讯等产品天线性能研究过程中非常重要的环节。地应用于近场测量扫描架的精度测量与校正，这是有〔%〕尤其随着航空航天技术的迅猛发展，对于机载

5、、星载天别于LM及;>A产品的一种新型激光测量系统。由线的性能参数要求越来越高。高性能天线的研制必然于采用了先进的激光测量技术，天线近场测量系统的依赖于天线近场系统的高精度测量。天线近场测量精精度及综合性能得到显著提高，从而大大促进了大型度，虽然取决于系统中诸多因素，但最根本地取决于近天线的研制水平。场扫描机械系统的精度。随着天线尺寸加大而对近场"!天线近场测量系统机械误差分析扫描行程要求的不断扩大，探头扫描的定位精度问题就愈加突出。大型近场扫描架多采用塔架结构。在平面近场系由于受机械加工、安装工艺精度及金

6、属机械自然统中，由水平导轨、垂直塔架及扫描探头臂构成!"#"$属性的限制，要想提高大型扫描架的精度，必须采取更直角坐标系。坐标轴的轴系误差是影响探头定位误差精确、更先进的测量校正措施，对这一机械坐标系统进〔N〕的主要因素。通常以垂直平面（!"#面）为扫描测试行误差补偿。这一方面可提高机械系统安装调整时静平面，而其法向（$向）的探头可调行程则较短，因此态精度，更重要的是提高了系统工作时动态精度。主要考虑由!及#轴引起的测长、测直线度、测垂直就常用的天线平面近场测量系统而言，除了早期度、测角偏共#"个误差分量源

7、，如图#所示。的及扫描范围较小的系统外，已较多地采用了激光测由这些误差源所引起的各个轴系误差!!、!#、量设备来进行系统测量和误差校正。其典型应用即美!$列于表#。国LM公司的激光测量方案，它是基于对扫描架轴系〔#〕误差分析而进行的直线测量方式。为了能测得扫万方数据!收稿日期："$$"<$K<$J!!修订日期："$$"<$P<#"第0期王秀春：激光测量技术在天线近场系统中的应用#0（角误差小于$&’()*+,*-./+），由’、0及1、2分别实现了!、"轴的距离测量；由分光器3产生的另一束光经透光孔!4及透

8、镜!!到达偏振分光器!#，再经光电管!%、!’分别检测出!、"轴的直线度信息；具有傅里叶变换功能的透镜!!的设置是为了产生含有角度光谱的波束!$，这时再经!%、!’即可分别检测出5、6轴的角偏信息。文献〔!〕采用了复杂的光路配置形式，在使用时相当烦琐，因此大大降低了实用价值。图#则采用了复合测量方式，减少了设备，简化了安装，因而极易推图!"由扫描架!，"主轴引起的广使用。美国789公司除采用了图#的配置外，另外误