空间无人机天线近远场测量系统

技术领域

本发明涉及空间无人机天线近远场测量系统技术领域，具体为空间无人机天线近远场测量系统。

背景技术

近年来，随着天线在通信系统、导航系统、雷达系统等领域中的广泛应用，天线测量技术得到了快速发展，天线的远场测量是在满足天线远场的测试距离的远场区进行测量，从而直接得到天线的辐射特性，天线测量技术主要包括远场测量和近场测量，对于低频天线，现有的设施很难直接测量其方向图，如果采用室外的远场测量设施，那么由于波长很大，导致要求场地的面积非常大，而现在很少能够找到满足此条件的标准测试场地，如果采用近场测量暗室，由于单根天线的尺寸就很长，因此普通的近场测量暗室根本无法容纳这样的天线或者天线阵，现有技术中，针对低频天线测量，可测量尺寸范围小，无法实现大尺寸天线或者天线阵的测量，同时测量设施要求高，为此，我们提出空间无人机天线近远场测量系统。

发明内容

本发明的目的在于提供空间无人机天线近远场测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：空间无人机天线近远场测量系统，包括无人机飞行控制系统双向输出连接被测物，所述被测物双向输出连接地面中央控制平台，所述地面中央控制平台双向输出连接无人机飞行控制系统，且所述无人机飞行控制系统双向输出连接地面中央控制平台，所述无人机飞行控制系统包括和RTK定位基站相适配的RTK定位系统、云台、飞行控制单元、和信号源发射模块相适配的靶球、探头与数据传输模块。

优选的，所述RTK定位系统、云台、靶球与探头均电性输出连接地面中央控制平台，所述地面中央控制平台电性输出连接飞行控制单元，所述地面中央控制平台和数据传输模块电性连接。

优选的，所述云台固定安装在无人机的底部，所述RTK定位系统固定在无人机的顶部。

优选的，所述地面中央控制平台包括和数据传输模块电性连接的扫频接收模块和峰值检波模块，且扫频接收模块和峰值检波模块均电性输出连接单片机控制器，且单片机控制器电性输出连接显示模块。

优选的，单片机控制器是由一块半导体集成微处理器、存储器、计数器和输入、输出接口组成，且单片机控制器采用十六组I/O接口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明结构设计合理，通过距离天线大于2D

2.通过地面中央控制平台对数据进行分析处理，并基于线性拟合方法生成最终的方向图信息，利用方向图给出被测物在待测平面的最大辐射方向，这样通过无人机在距离被测物的不同距离位置处能够测得被测物不同位置的磁场数值，然后地面中央控制平台通过使用奈奎斯特采样定律对采集的数据进行近远场变换复原，得到被测天线的近远场辐射性能参数；

3.通过本装置中的无人机能够跳脱场地限制，从而降低了现有技术中波长过大对基建结构和设备的要求，采用了简洁的设备，大幅降低设备成本，通过无人机上携带的相应检测设备能够被测物实现精确定位，同时还可以对无人机进行无人机的经纬度、高度和三维姿态信息的检测和校准，配合无人机搭载测量设备实现精确测量，简化测量操作和设备投入的同时还具备高精度测量结果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中：1、无人机飞行控制系统；2、被测物；3、地面中央控制平台；4、RTK定位基站；5、信号源发射模块；6、RTK定位系统；7、云台；8、飞行控制单元；9、靶球；10、探头；11、数据传输模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：空间无人机天线近远场测量系统，包括无人机飞行控制系统1双向输出连接被测物2，被测物2双向输出连接地面中央控制平台3，地面中央控制平台3双向输出连接无人机飞行控制系统1，且无人机飞行控制系统1双向输出连接地面中央控制平台3，无人机飞行控制系统1包括和RTK定位基站4相适配的RTK定位系统6、云台7、飞行控制单元8、和信号源发射模块5相适配的靶球9、探头10与数据传输模块11。

RTK定位系统6、云台7、靶球9与探头10均电性输出连接地面中央控制平台3，地面中央控制平台3电性输出连接飞行控制单元8，地面中央控制平台3和数据传输模块11电性连接；

云台7固定安装在无人机的底部，RTK定位系统6固定在无人机的顶部，云台7用于保证发射天线在无人机受外界影响而振动时的稳定，RTK定位系统6用于获得无人机相对于地面站的差分经度和纬度信息；

地面中央控制平台3包括和数据传输模块11电性连接的扫频接收模块和峰值检波模块，且扫频接收模块和峰值检波模块均电性输出连接单片机控制器，且单片机控制器电性输出连接显示模块，扫频接收模块可以在信号接收时间内，将扫频的任意点保留下来，并将每个测试频点加上GPS时间标记，峰值检波模块在单次扫频迹线测量中，仅保存峰值处的接收功率电平值和对应的频率值，并将每个测试值加上GPS时间标记，然后单片机控制器能够实现数据分析，并将结果显示在显示模块上；

单片机控制器是由一块半导体集成微处理器、存储器、计数器和输入、输出接口组成，且单片机控制器采用十六组I/O接口，提高单片机控制器的数据分析效率；

工作原理：

S1：将无人机飞行控制系统4展开，然后安装发射天线即被测物2，并且架设RTK定位基站4，然后进行通电调试，并通过地面中央控制平台3上的飞行控制软件确定系统工作状态正常，设置相应的输出频率、输出功率和脉冲宽度信号源的输出状态，飞行控制单元8用于设置无人机在每次开展飞行任务前，输入飞行任务模式，包含飞行区域，飞行高度和飞行航次；

S2：通过距离天线大于2D

S3：通过地面中央控制平台3对数据进行分析处理，并基于线性拟合方法生成最终的方向图信息，利用方向图给出被测物2在待测平面的最大辐射方向，这样通过无人机在距离被测物2的不同距离位置处能够测得被测物2不同位置的磁场数值，然后地面中央控制平台3通过使用奈奎斯特采样定律对采集的数据进行近远场变换复原，得到被测天线的近远场辐射性能参数；

S4：通过本装置中的无人机能够跳脱场地限制，从而降低了现有技术中波长过大对基建结构和设备的要求，采用了简洁的设备，大幅降低设备成本，通过无人机能够被测物2实现精确定位，同时还可以对无人机进行无人机的经纬度、高度和三维姿态信息的检测和校准，配合无人机搭载测量设备实现精确测量，简化测量操作和设备投入的同时还具备高精度测量结果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。