XY軸結(jié)構(gòu)形式天線座架軸線垂直度（正交性）的測(cè)試方法

楊永忠

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第39研究所，陜西 西安 710065）

XY軸結(jié)構(gòu)形式天線座架軸線垂直度（正交性）的測(cè)試方法

楊永忠

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第39研究所，陜西 西安 710065）

摘 要：天線座架的垂直度檢測(cè)是評(píng)估天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軸系精度的重要指標(biāo)。由于XY型座架與常見(jiàn)的方位、俯仰型天線結(jié)構(gòu)形式不同，因而旋轉(zhuǎn)軸相互之間的垂直度的檢測(cè)方法也不盡相同。本文通過(guò)推導(dǎo)及實(shí)際應(yīng)用，對(duì)檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)計(jì)算進(jìn)行了歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：XY型座架；垂直度；檢測(cè)方法

一、引言

在旋轉(zhuǎn)拋物面天線領(lǐng)域，為滿足天線運(yùn)轉(zhuǎn)范圍和過(guò)頂跟蹤等不同的技術(shù)要求，出現(xiàn)了各種各樣運(yùn)動(dòng)形式的結(jié)構(gòu)座架，其中就包括XY座架形式。座架兩旋轉(zhuǎn)軸線（俗稱X、Y軸線）之間的空間垂直度是評(píng)估座架軸系精度的重要指標(biāo)。不同結(jié)構(gòu)形式的天線座架因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)形式的不同，垂直度的檢測(cè)方法也不相同。下面詳細(xì)敘述XY軸形式的天線座架的兩軸線垂直度的檢測(cè)方法。

二、方法詳述

如圖1所示，將檢測(cè)基準(zhǔn)棒（直徑40mm左右圓柱棒）安裝在天線座上。調(diào)整基準(zhǔn)棒姿態(tài)使其與X軸線（或水平面）盡量垂直。定義基準(zhǔn)棒的正方向。

為得到垂直度的真實(shí)數(shù)據(jù)，須剔除基準(zhǔn)棒安裝水平誤差、合像水平儀零值誤差等干擾因素。因此必須讓兩軸進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使天線在圖2所示四種狀態(tài)分別進(jìn)行檢測(cè)并記錄數(shù)據(jù)。

（1）狀態(tài)一：在圖1狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動(dòng)X軸向前90°，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸90°；

（2）狀態(tài)二：在狀態(tài)一，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸180°；

（3）狀態(tài)三：在圖1狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動(dòng)X軸向后90°，然后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸90°；

（4）狀態(tài)四：在狀態(tài)三，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Y軸180°。

在各狀態(tài)下，分別將合像水平儀放置在基準(zhǔn)棒上，用正倒鏡的方法測(cè)量出基準(zhǔn)棒正方向的水平數(shù)值，記錄為θ1正、θ1倒、θ2正、θ2倒、θ3正、θ3倒、θ4正、θ4倒。

圖1 天線座朝天狀態(tài)

圖2 檢測(cè)狀態(tài)（俯視）

三、數(shù)據(jù)分析、計(jì)算

各狀態(tài)的水平數(shù)值都是由以下4項(xiàng)誤差合成：

（1）合像水平儀零值偏差；

（2）基準(zhǔn)棒安裝水平度；

（3）X軸水平度；

（4）XY軸垂直度。

為計(jì)算所需誤差，將4種姿態(tài)的誤差組合特性進(jìn)行分析，剝離相互影響的數(shù)值，可計(jì)算出如下誤差：

（1）合像水平儀零值偏差Τn

（2）基準(zhǔn)棒安裝水平度βn

上式用以剔除水平儀零值偏差。結(jié)果中包含基準(zhǔn)棒安裝水平度、X軸水平度和XY軸垂直度。

（3）狀態(tài)一、二Y軸與大地垂直度

剔除了基準(zhǔn)棒安裝水平度。

（4）狀態(tài)三、四Y軸與大地垂直度ξ34

剔除了基準(zhǔn)棒安裝水平度。

（5）Y軸與X軸垂直度/2

剔除了X軸水平度。

（6）X軸與大地水平度

剔除了XY軸垂直度。

結(jié)語(yǔ)

XY形式的座架天線結(jié)構(gòu)并不多見(jiàn)，軸系垂直度的檢測(cè)方法也不系統(tǒng)和完善。本文通過(guò)論述和推導(dǎo)，總結(jié)出了檢測(cè)方法及計(jì)算公式，希望能成為工程檢測(cè)的常規(guī)手段。

參考文獻(xiàn)

[1]王玉田.三軸轉(zhuǎn)臺(tái)軸線垂直度的測(cè)試方法[J].計(jì)測(cè)技術(shù)，2014 （01）：42-44.

中圖分類號(hào)：TG806

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A