一种星载收发共用天线金属网微振动pim测试系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及星载收发共用天线金属网测试领域，尤其涉及一种金属网微振动P頂测试系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着我国卫星有效载荷技术的快速发展，通信卫星、遥感卫星等对5米以上的大口径天线的需求日益明显。该类天线由于受到到火箭整流罩容积的限制一般采用的是发射时收拢，入轨后展开的形式。为了减少重量并方便收拢及展开，其反射面一般使用金属反射网，由于不少大口径天线都要求具有收发共用的能力，这就要求所使用的金属网具有较好的无源互调性能。无源互调(Passive Intermodulat1n简写为PIM))是一种非线性干扰现象。当两个或多个信号同时通过非线性零部件或非线性通信系统时就会产生无源互调干扰，通常无源互调产生的干扰信号被称为无源互调产物。当无源互调产物的频率落入卫星天线的接收频段时，就会影响接收系统的正常工作，严重时甚至会使卫星接收系统失效。
[0003]由于金属网编织结构复杂，存在金属丝之间的相对运动、丝与丝之间的接触状态变化、金属丝的表面氧化、镀层质量不稳定等因素，而这些因素都有可能是潜在的PM源，因此需要对金属网的PM特性进行测试。
[0004]金属网的P頂性能主要受网面张紧力变化、振动环境及温度变化三方面的影响。空间环境下金属网的微振动对其PIM性能影响较大，因此要对金属网的微振动进行PIM测试，由于周围的铁磁介质材料对于PIM测试结果有很大的影响，因此金属网的PIM测试需要在PIM箱中进行，且箱内不能有任何裸露的金属材料，这就对振动激励源的选取提出了苛刻的要求。常用的激励源是采用激振器，其优点是激振量级可控，但激振器本身是铁磁介质，会对PIM结果造成影响，为了消除激振器的影响需要对PIM箱进行较大的改动，成本较高。此外，现有技术中还有用风扇吹动金属网的方法，但该方法不适用利用PIM箱进行测试(风扇也是铁磁介质，不能进入PIM箱)，另外其激振量级及频率也不宜量化控制。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供了一种星载收发共用天线金属网微振动PM测试系统和方法，能够有效避免在PM箱中使用具有铁磁性质的激振器对PIM测试结果带来的影响，提高了 P頂测试的精确度，并实现了通过气动激励的方式对金属网振幅和频率进行控制，达到了准确模拟金属网在轨受到激励发生振动的目的。
[0006]本发明包括如下技术方案:
[0007]本发明提供一种星载收发共用天线金属网微振动P頂测试系统，包括气动控制系统、激光测振系统、PM测试装置、金属网和PM箱，所述金属网设置于所述PM箱内；
[0008]所述气动控制系统包括非铁磁材料气动管路、过滤阀、压力表、吹扫阀和控制器，所述过滤阀设置在所述非铁磁材料气动管路上用于对压缩气体中的杂质进行过滤，所述压力表用于监测所述气动管路中的气体压力，所述吹扫阀设置在所述非铁磁材料气动管路上以对气动管路中的气体进行吹扫，所述控制器控制所述吹扫阀的开关频率，所述气动控制系统通过非铁磁材料气动管路将压缩气体引入PIM箱中，以对金属网实施气动激励，并通过改变气动管路中气体压力大小及吹扫阀的开关频率对金属网的振动幅值大小及频率进行控制；
[0009]所述激光测振系统在不同参数状态下，对所述金属网的最大振幅与所述气动管路中气体压力的比例系数进行标定；
[0010]所述气动控制系统利用标定好的比例系数，控制金属网的振幅和频率以模拟金属网在轨振动；
[0011]所述pm测试装置对金属网进行微振动PM测试。
[0012]进一步的，所述非铁磁材料气动管路为塑胶气动管路，所述塑胶气动管路的末端设有一非铁磁材料喷嘴，所述非铁磁材料喷嘴进入所述PM箱内，以将所述压缩气体引入P頂箱中，对金属网实施气动激励。
[0013]进一步的，所述P頂箱中还设有一非铁磁材料支架，所述非铁磁材料喷嘴通过所述非铁磁材料支架固定在所述PIM箱内，并通过调整所述支架的位置确定所述喷嘴与金属网中心的距离。
[0014]进一步的，所述参数为吹扫阀开关频率、所述喷嘴距金属网中心的距离、所述喷嘴的口径和金属网张力。
[0015]本发明还提供一种星载收发共用天线金属网微振动P頂测试方法，包括以下步骤:
[0016](1)建立气动控制系统，将气动控制系统的非铁磁材料气动管路接入内设有所述金属网的P頂箱中；
[0017](2)组建、调试激光测振系统；
[0018](3)气动控制系统工作，压缩气体通过所述非铁磁材料气动管路引入所述P頂箱中，对所述金属网实施气动激励；
[0019](4)通过所述激光测振系统，在不同参数状态下对所述金属网的最大振幅与所述气动管路中气体压力的比例系数进行标定，形成标定参数表；
[0020](5)移除激光测振系统，组建、调试P頂测试装置；
[0021](6)依据所述标定参数表，调整所述参数以模拟金属网在轨振动；
[0022](7)通过所述PM测试装置进行金属网微振动PM测试。
[0023]所述气动控制系统包括所述非铁磁材料气动管路、过滤阀、压力表、吹扫阀和控制器，压缩气体进入所述气动管路后经过滤阀对气体中杂质进行过滤，然后经吹扫阀吹扫，最后通过设置在气动管路末端的非铁磁材料喷嘴进入PIM箱对金属网实施气动激励；所述吹扫阀的开关频率受所述控制器控制，所述压力表监测所述气动管路中气体的压力。
[0024]进一步的，所述非铁磁材料气动管路为塑胶管路，所述非铁磁材料喷嘴为塑胶喷嘴。
[0025]进一步的，所述参数为吹扫阀开关频率、所述喷嘴距金属网中心的距离、所述喷嘴的口径和金属网张力。
[0026]进一步的，在进行比例系数标定时，在所述金属网中心粘贴测量靶标用于所述激光测振系统测量金属网的最大振幅，在移除激光测振系统时，也将所述靶标从所述金属网中心揭除。
[0027]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0028]本发明通过非铁磁材料气动管路将压缩气体引入P頂箱，通过改变气动管路中气体压力大小及吹扫阀的开关频率对星载收发共用天线金属网的振动幅值大小及频率进行控制，达到模拟金属网在轨受到激励发生振动的目的，本发明成功避免了现有技术中具有铁磁性质的激振器对PIM测试结果带来的影响，提高了对金属网在轨振动的模拟准确度和PM测试的精确度。
【附图说明】
[0029]图1为本发明金属网微振动P頂测试系统的组成形式示意图；
[0030]图2为本发明金属网微振动P頂测试系统的另一组成形式示意图；
[0031]图3为本发明金属网微振动P頂测试流程示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面就结合附图对本发明做进一步介绍。
[0033]本发明采用可控压缩气体激励金属网的方法，其主要思路是将压缩气体通过非铁磁材料气动管路和非铁磁材料喷嘴引入PM箱，将所述非铁磁材料喷嘴利用非铁磁材料制作的支架进行固定，并通过调整支架的位置确定所述喷嘴与金属网中心的距离；通过改变气动管路中气体压力大小及吹扫阀的开关频率对金属网的振动幅值大小及频率进行控制，达到模拟金属网在轨受到激励发生振动的目的。金属网的最大振幅与气动管路中气体压力之间的关系如下式所示:
[0034]Apeak ( ω ) = c (1，d, Τ, ω ) X P ( ω )
[0035]式中，A_k为金属网最大振幅，ω为吹扫阀开关频率，Ρ为气动管路中气体压力，1为喷嘴距金属网中心的距离，d为喷嘴的口径，Τ为金属网的张力，c为金属网最大振幅与气动管路压力的比例系数，该比例系数随参数l、d、T、ω的改变而发生变化。
[0036]参见图1，本发明的金属网微振动Ρ頂测试系统包括气动控制系统、激光测振系统、ΡΙΜ测试装置、金属网和Ρ頂箱，所述金属网设置于所述ΡΜ箱内；所述ΡΜ测试系统通过所述气动控制系统的非铁磁材料气动管路将压缩气体引入ΡΜ箱中，以对金属网实施气动激励；在不同参数状态下，通过所述激光测振系统对所述金属网的最大振幅与所述气动管路中气体压力的比例系数进行标定；所述ΡΜ测试系统利用标定好的比例系数控制金属网的振幅和频率以模拟金属网在轨振动，并利用所述ΡΙΜ测试装置对金属网进行微振动ΡΜ测试。
[0037]所述气动控制系统包括所述非铁磁材料气动管路、过滤阀、压力表、吹扫阀和控制器，所述过滤阀设置在所述非铁磁材料气动管路上用于对压缩气体中的杂质进行过滤，所述压力表用于监测所述气动管路中的气体压力，所述吹扫阀设置在所述非铁磁材料气动管路上以对气动管路中的气体进行吹扫，所述控制器控制所述吹扫阀的开关频率。
[0038]所述非铁磁材料气动管路优选为塑胶气动管路，所述塑