[发明专利]便携式定向测试天线及其使用方法

权利要求书

1.便携式定向测试天线，其特征在于，主要由天线/馈源结构(图2)、方位-俯仰组合(图4)、可伸缩脚架(图6)等三大部件组成。

所述天线/馈源结构(图2)主要包括微波信号接收装置与信号馈线传输装置；所述微波信号接收装置由天线反射面(1)、宽频带馈源(2)、馈源支架(3)组成；宽频带馈源(2)通过螺栓固定在馈源支架(3)前端，喇叭口朝向反射面(1)，反射面(1)通过快拆螺钉(4)安装在馈源支架(3)另一端，所采用的馈源反射面式接收天线能够提高接收增益，配合专用的低噪声场放(6)，使系统的最小接收灵敏度门限相比手持式隔板极化器天线有很大的提高，在测试频率范围内可提供明确的方向图，指向接收信号最强的方向；

所述信号馈线传输装置主要有由极化切换开关(5)、场放(6)、频段切换开关(7)与RF电缆组成，馈源结构(2)接收到的信号电磁分量为线极化(水平、垂直极)、圆极化(左旋、右旋)(图1)，馈源波导同轴接头连接的RF电缆与与射频极化切换开关(5)连通，选择V-POL与H-POL(图1)其中的1路，经过频段场放LAN(6)放大后送给频段切换射频开关(7)，最后馈给便携频谱仪进行信号分析。所述以上组成具有低旁瓣特性、较小回波损耗特征的微波信号接收装置，信号幅度等特征的变化对信号来源方向有明显的关联，满足鉴别干扰方向的要求。为了减少重量及方便拆装，天线反射面(1)表面采用金属化碳纤维铝蜂窝夹层结构，此结构强度高、刚性好、重量轻、工艺较为成熟，表面精度及指标均能达到工程应用要求。

所述方位-俯仰组合(图4)主要包括开关置物台(8)、反射面安装盘(9)、俯仰调整手杆(10)、方位刻度盘(11)、方位手摇轮(12)、支架安装固定卡座(13)、俯仰轴(14)、俯仰刻度盘(15)、方位轴承(16)、方位减配孔平台(17)、大齿轮(18)、小齿轮(19)、方位输入轴(20)。开关置物台(8)正前面与反射面安装盘(9)固定在一起，开关置物台(8)后端底部平面与俯仰调整手杆(10)上部相连接，开关置物台(8)前端底部通过俯仰刻度盘(15)旋转轴与俯仰轴(14)相连接。开关置物台(8)通过俯仰调整手杆(10)的旋转丝道伸缩以俯仰刻度盘(15)旋转轴为支点上下运动，从而带动天线/馈源结构(图2)实现俯仰角度的调整，俯仰刻度盘(15)实现俯仰位置的角度量化。俯仰调整手杆(10)与俯仰轴(14)下部固定在方位减配孔平台(17)，考虑天线反射器的重心位置，在满足运动空间的条件下，安排旋转轴的位置，使俯仰转动部分的重心尽可能位于俯仰轴(14)附近，以减小配重重量，达到减轻重量，减小惯量的目的。方位减配孔平台(17)内部嵌套轴承(16)，采用带有内齿圈回转轴承，轴承内圆带有内齿，是作为方位传动机构的末级大齿轮，这种轴承与大齿轮一体的设计提高了传动刚度和精度，使结构更为合理紧凑，方位传动链为单链驱动。方位减配孔平台(17)上层外圈有制成一体的方位大齿轮(18)并带有角度位置标记点，下层外圈镌刻方位刻度盘(11)与支架安装固定卡座(13)固定在一起，小齿轮(19)齿面与大齿轮(18)互相啮合，小齿轮(19)嵌套在方位输入轴(20)上，方位输入轴(20)两端通过固定在方位减配孔平台(17)一侧的2个轴承可自由转动，其一端配有方位手摇轮(12)。转动方位手摇轮(12)带动方位输入轴(20)以两端轴承为支点转动，从则带动了小齿轮(19)啮合大齿轮(18)，最终实现了方位减配孔平台(17)运转，间接实现了俯仰机构及天线/馈源结构(图2)的整体方位360°转动，方位大齿轮(18)角度位置标记点随着方位减配孔平台(17)的转动实时对应方位刻度盘(11)不同的角度编码刻线，以实现方位位置的角度量化，传动精度与俯仰传动链同样靠齿轮制造精度保证，实现人工操作。手摇轮(12)的配备增加了干扰源测试寻找过程的便捷、准确，可以更好的回转、定位；配套的方位/俯仰刻度盘(11)、(15)在干扰源的检测过程中能够以角度的方式更准确直观的显示出干扰方向，操作简单、方便快捷。

所述伸缩三角支架主要由三角板(21)、伸缩卡扣(22)、活页支撑垫(23)、方位转台卡座(24)等组成。方位转台卡座(24)底部安装3根内外两层组成的支架杆，钢化铝三角板(21)安装在外层支架杆最下端，用以固定3个支架的张开角度，以增强三角支架支撑的钢性和稳定度，内层支架底部加装了活页支撑垫(23)，能更好的适应室外复杂地形的放置，可进一步增加稳定性，整体构件选用轻质材料钛合金、碳纤维等，提高了结构刚度和成品率，也有利于减重。

所述天线/馈源结构(图2)信号接收装置以卡扣的方式安装在方位-俯仰平台组合支架安装盘(9)上。所述信号馈线传输装置极化切换开关(5)、场放(6)、频段切换开关(7)信号固定在方位-俯仰组合开关置物台(8)上，所述方位-俯仰平台组合通过其底部支架安装固定卡座(13)置于可伸缩脚架之方位转台卡座(24)上。

2.如权利要求1所述便携式定向测试天线的使用方法，包括如下步骤：

1)、选择测量点位置，调整可伸缩三脚架支架及活页支撑垫(23)，使方位转台卡座(24)保持水平稳定状态，固定卡扣三角板(21)，保持三脚架支架开合角度使其更加稳定在测试定点，不晃动。将方位-俯仰平台组合底部支架安装固定卡座(13)安装到可伸缩脚架之方位转台卡座(24)上，使方位-俯仰平台组合(图4)垂直支架安装固定卡座(13)工作面，转动方位-俯仰平台组合(图4)至方位刻度盘(11)0°度位置于正北方向，锁紧快拆螺丝，保证方位-俯仰平台组合(图4)安装牢固，上下不窜动，左右不晃动。手动旋转俯仰调整手杆(10)置俯仰刻度盘(15)指向水平0°位置，然后将天线/馈源结构(图2)信号接收装置以卡扣的方式安装在方位-俯仰平台组合支架安装盘(9)上，连通信号射频线缆，此时天线指向位置为(AZ:0°、EL：0°)。

2)、将便携式频谱仪接入频段切换开关(7)信号输出口，开机后，设置便携式频谱仪相应排查的干扰源参数(中心频率、带宽、VBW、RBW等)，根据排查干扰信号的特征通过极化切换开关(5)进行垂直、水平极化(图1)选择，至此，测量链路搭建完毕。

3)、全方位干扰测试时，天线指向位置俯仰保持0°，正时针方向转动方位手摇轮(12)，方位在AZ：0°-360°旋转一周，在便携式频谱仪上观察信号频谱的变化，通过射频开关的组合切换进行极化(5)、频段(7)的切换，此时方位刻度盘(11)与俯仰刻度盘(7)的指向显示天线角度位置，发现并记录干扰信号特征频谱，包括方位角AZ、俯仰角EL、信号幅度、信号带宽、具体频点信息，特别是影响域比较大的干扰信号频谱，方便下一步查找定位分析。

4)、旋转俯仰调整手杆(10)，使俯仰刻度盘(7)指向某一角度a，天线指向位置俯仰保持角度a，重复步骤3，完成测试记录。

5)、依照干扰信号特征，通过顺时针、逆时针方向调整旋转俯仰调整手杆(10)，使天线俯仰指向位置逐步提高或减小角度，重复步骤4，直至所需排查的空域测试完毕。

6)、对发现干扰信号的具体参量，进行初步甄别分析，对重要空域的干扰信号，根据记录干扰信号的特征、方位角AZ、俯仰角EL进行二次复测或多次回转复测，进一步详细分析。

7)、对局部区域测试时，可通过固定俯仰角度，转动方位手摇轮(12)使方位天线角度在区间范围内完成测试，然后再通过天线俯仰指向位置逐步提高或减小角度，方位天线角度区间范围保持不变完成区域测试，最后按照步骤6完成干扰信号的详细分析。

8)、定点长时间干扰信号监测时，转动方位手摇轮(12)、旋转俯仰调整手杆(10)至已知的方位角AZ、俯仰角EL，可使天线/馈源结构(图2)信号接收装置长时间指向特定方向，不需要人为干预就可长时间稳定进行干扰信号频谱变化的监测。