[发明专利]一种高精度边坡监测雷达双轴测试系统和方法

权利要求书

1.一种高精度边坡监测雷达双轴测试系统，其特征在于，包括脉冲输出模块、数据采集模块、数据分析模块、PLC控制器、距离向测试模块、俯仰向测试模块以及角反射器；

所述脉冲输出模块用于输出电脉冲，电脉冲用于驱动雷达天线的电磁波段频率至目标频率，并将目标频率存储至数据库；

在使用边坡监测雷达对目标进行探测之前，所述数据采集模块用于采集雷达天线的电磁波段频率，并将采集的频率传输至数据分析模块进行有效性分析，计算得到对应雷达天线的频率偏值PL，判断是否需要对雷达天线的电磁波段频率进行微调；具体分析步骤如下：

响应于预设的频率采集指令，采集实际波段频率数据；将实际波段频率数据与目标频率相比较，得到频率差值Ci；其中Ci取正数；

建立频率差值Ci随时间变化的曲线图；将频率差值Ci与预设差值阈值相比较；若Ci大于预设差值阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注，记为偏离曲线段；

统计偏离曲线段的数量为P1，将偏离曲线段上对应Ci与预设差值阈值的差值对时间进行积分并进行求和得到偏离参考能量E1，利用公式PL=P1×a1+E1×a2计算得到对应雷达天线的频率偏值PL，其中a1、a2均为系数因子；将频率偏值PL与预设偏值阈值相比较；

若PL大于预设偏值阈值，则判定当前电磁波段频率无效，生成微调信号；所述数据分析模块用于将微调信号上传至PLC控制器，PLC控制器接收到微调信号后分配工作人员对脉冲输出模块输出的电脉冲进行调整，实现雷达天线的电磁波段频率微调；

所述角反射器用来接收边坡监测雷达发送的电磁波信号，并沿电磁波发射路径反射给边坡监测雷达；

所述距离向测试模块包括第一步进电机、第一电机安装板、第一电机驱动器、滚珠丝杆螺母以及滚珠丝杆；具体工作步骤为：

通过上位机发送脉冲指令给PLC控制器，PLC控制器将数字脉冲信号发送给第一电机驱动器，第一电机驱动器驱动第一步进电机旋转，电机转轴通过联轴器带动滚珠丝杆转动，使滚珠丝杆和第一步进电机有相同转速；其中滚珠丝杆螺母和滚珠丝杆将滚珠丝杆的回转运动转化为滚珠丝杆螺母的直线运动；

其中，距离向测试模块中第一步进电机通过联轴器使滚珠丝杆旋转运动，再通过滚珠丝杆螺母将旋转运动转换为直线运动；

其中直线位移公式为：；其中M为上位机发送的脉冲数，P为丝杆导程，PPR为细分数；

其中，距离向测试模块采用第一电机驱动器驱动第一步进电机旋转，然后通过滚珠丝杆螺母、直线模组联接座、滑块以及角反转接板焊接件带动俯仰向测试模块沿Z+或Z-的方向移动；同时用数显式千分表将距离向测试模块沿Z+或Z-的移动的距离实时显示；

所述俯仰向测试模块包括第二步进电机、第二电机安装板、第二电机驱动器以及调节平台；其中调节平台包括底座、工作台、活动杆、丝杆以及丝杆滑块；所述俯仰向测试模块的具体工作步骤为：

通过上位机发送脉冲指令给PLC控制器，PLC控制器将数字脉冲信号发送给第二电机驱动器，第二电机驱动器驱动第二步进电机旋转，电机转轴通过联轴器将电机转动传递给丝杆，使丝杆和第二步进电机有相同转速；

其中，工作台的两侧和底座通过螺栓连接形成铰链结构，活动杆和丝杆滑块通过螺栓连接形成铰链结构，活动杆和工作台通过螺栓连接形成铰链结构，丝杆滑块将丝杆的旋转运动转换为调节平台的俯仰运动；调节平台和角反射器通过螺纹连接，调节平台带动角反射器作俯仰运动；

其中，俯仰向测试模块采用第二电机驱动器控制第二步进电机沿Z+和Z-的移动，然后通过调节平台将第二步进电机和丝杆的Z向移动转换为绕X轴的俯仰运动。

2.一种高精度边坡监测雷达双轴测试方法，应用于如权利要求1所述的一种高精度边坡监测雷达双轴测试系统，其特征在于，包括：

步骤一：通过脉冲输出模块用于输出电脉冲，电脉冲用于驱动雷达天线的电磁波段频率至目标频率；

步骤二：在使用边坡监测雷达对目标进行探测之前，采集雷达天线的电磁波段频率，并通过数据分析模块进行有效性分析，判断是否需要对雷达天线的电磁波段频率进行微调；

步骤三：通过角反射器接收边坡监测雷达发送的电磁波信号，并沿电磁波发射路径反射给边坡监测雷达；

步骤四：距离向测试模块采用第一电机驱动器驱动第一步进电机旋转，然后通过滚珠丝杆螺母、直线模组联接座、滑块以及角反转接板焊接件带动俯仰向测试模块沿Z+或Z-的方向移动；同时用数显式千分表将距离向测试模块沿Z+或Z-的移动的距离实时显示；

步骤五：俯仰向测试模块采用第二电机驱动器控制第二步进电机沿Z+和Z-的移动，然后通过调节平台将第二步进电机和丝杆的Z向移动转换为绕X轴的俯仰运动。