根据周围环境变化自动调整姿态的天线扫描周期测量装置的制作方法

1.本发明涉及雷达天线扫描周期测量技术领域，具体为根据周围环境变化自动调整姿态的天线扫描周期测量装置。


背景技术：

2.雷达信号的正确分选与识别对于雷达侦察和干扰而言具有重要意义。在分选并识别出目标雷达辐射源的情况下，获取目标雷达辐射源的天线扫描周期能对我方雷达的侦察和干扰提供更进一步的信息，从而可以更加有效地对目标进行雷达侦察和干扰。
3.雷达天线的转动一般按照一定的周期重复进行，称最小的时间周期为雷达天线扫描周期。雷达为了探测到各个方位的目标，通常利用雷达天线的机械转动使得信号波束能够在不同方位上扫描，相控阵体制雷达通过相位调制实现机械扫描雷达天线同样的波束扫描效果。
4.天线扫描周期测量装置通常安装在地面上或者运输车上，在有阻隔的情况下接收到的雷达信号弱，影响天线扫描周期的测量结果。装置安装在预警机上，目标太大，存在被击落的风险。选择将天线扫描周期测量装置安装在旋翼无人机上时，需要保证无人机具有良好的悬停状态，不会出现幅度大的偏移，现有的通过无人机进行天线扫描周期测量的装置无法根据当前环境变换及时的调整自身的姿态，导致出现调姿精度不高的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供根据周围环境变化自动调整姿态的天线扫描周期测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：所述天线扫描周期测量装置包括破流环、机身以及四个无轴推进器，所述破流环位于机身的外侧，破流环和机身通过无轴推进器连接，所述破流环以及机身的纵截面均为椭圆形，所述机身下端转动安装有测量球。破流环与机身的纵截面均为椭圆形，减少飞行时的风阻；破流环与机身仅通过无轴推进器连接，中间存在空隙，而且破流环和机身从远处看呈扁平状，可以减少整体装置在视觉上被观测到的面积，提高整体装置在作业时的工作安全性。
7.所述机身内部安装有承载板，所述承载板上方安装有主控制系统，承载板下方中部安装有旋转盘，所述旋转盘下端面靠近边缘的位置安装有支撑座a，所述测量球上安装有支撑座b，所述支撑座a与支撑座b之间转动安装有调节杆，所述测量球与旋转盘同轴心，所述旋转盘以及调节杆均与主控制系统连接。承载板为主控制系统(图中未画出)以及旋转盘的安装提供支撑；主控制系统中包含对机身姿态变化进行实时监测的电路，主控制系统对旋转盘以及调节杆进行控制，同时对测量球中的测量装置进行控制以及进行数据交换，调节杆为电动伸缩杆，测量装置在测量球的带动下进行多方位的探测；旋转盘通过调节杆带动测量球在水平方向上旋转，调节杆通过伸缩调动测量球在竖直方向上转动，通过旋转盘以及调节杆的相互配合，实现测量球的多方位运动，进而提高测量装置的测量范围。通过旋
转盘、调节杆以及测量球的设置，使机身的重心偏心，用于提高机身的稳定性，使机身在破流环的支撑下保持垂直状态。
8.所述破流环包括底架，所述底架以及机身外侧均安装有导光板，所述底架上端顶部安装有集光环，所述集光环下方安装有光纤b，所述光纤b与导光板的侧边连接；
9.所述机身的上端顶部安装有集光罩，所述集光罩的下方安装有光纤a，所述光纤a与导光板的侧边连接。集光环安装在底架的上端顶部、集光罩安装在机身的上端顶部，可以使集光罩以及集光环更好的接受光照，集光罩和集光环将光导入光纤a和光纤b中，使光在光纤的引导下射入导光板内，使破流环以及机身发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。
10.所述集光环的纵截面为椭圆形，集光环突出导光板。天线扫描周围测量装置在上升飞行时，破流环破开阻碍飞行的气流，集光环呈椭圆形，可以再次破开气流；集光环呈椭圆形且突出导光板，集光环长轴所在的水平面与导光板上端顶点所在的水平面重合，集光环再次破开气流，使导光板上端顶部的流速提高，进而使导光板上端顶部的压力小于下端顶部的压力，进而使导光板在飞行时受到往上的托举力，进而加快天线扫描周围测量装置的上升速度。
11.所述机身上在对应每个无轴推进器的位置处均安装有电磁铁，所述无轴推进器上对应电磁铁的位置安装有永磁体；
12.所述破流环内侧对应每个无轴推进器的位置均安装有旋转缸，所述旋转缸与无轴推进器连接；
13.所述破流环上端内侧设置有环形的太阳板，所述太阳板下方设置有二级控制系统，所述二级控制系统与主控制系统无线通信，二级控制系统与太阳板电连接，所述二级控制系统与无轴推进器以及旋转缸电连接。太阳板为太阳能板，电磁铁与永磁体相互配合实现无轴推进器与机身的连接固定，使无轴推进器无法相对于机身产生相对转动，电磁铁与永磁体断开连接即电磁铁断电后，无轴推进器可以在旋转缸的带动下绕着旋转缸的中心线旋转，进而可以调整天线扫描周期测量装置的飞行方向，每次最多可有两个对称的电磁铁与永磁体断开连接。当天线扫描周期测量装置在顺风飞行时，两个对称的电磁铁与永磁体断开连接，之后，其他两个旋转缸在二级控制系统的控制下工作，由于机身的重心偏心，机身的总体质量大于破流环的总体质量，旋转缸旋转时，破流环相对于机身旋转，使破流环从水平状态切换为竖直状态，增加破流环的顺风时的受力面积。由于破流环的顶端安装有集光环，在破流环旋转后，集光环处于破流环的迎风前端，集光环用于破开破流环前端的气流，减少破流环所受的风阻。
14.所述底架内部中空，底架内部上端安装有磁芯，所述磁芯内安装有若干个线圈，所述线圈与二级控制系统连接；
15.所述底架内部下端安装有调整块，所述调整块上端安装有永磁体，所述底架内部下端储存有润滑油。线圈通电后产生磁场，线圈利用磁场对永磁体进行吸引，使调整块在磁场的牵引下在底架内运动，通过改变调整块的位置，改变破流环的重心位置，实现对破流环的姿态调整。润滑油用于减少调整块与底架之间的摩擦力。当天线扫描周期测量装置在飞行时，改变调整块的位置，使调整块运动到破流环迎风端的前端，利用调整块的重量下压破流环的迎风端，改变破流环的迎风角度，防止天线扫描周期测量装置在直线飞行时往上升。
二级控制系统对调整块调整后的位置进行记录，后一次记录的位置数据覆盖前一次记录的数据，实现对调整块位置的实时更新。当天线扫描周期测量装置的姿态受周围环境影响而发生变化时，主控制系统中监测机身姿态变化的实时监测电路将数据传输到主控制系统中，主控制系统将数据无线传输到二级控制系统中，二级控制系统根据实时反馈的数据对调整块的位置进行实时调整，使天线扫描周期测量装置适应周围环境的变化，进而可以实现更好的信号探测。
16.所述底架内部在调整块的下方安装有若干缓冲囊，所述缓冲囊的纵截面呈半环形，缓冲囊一端的横截面呈半圆形，若干个所述缓冲囊环形排列在底架内，每相邻两个所述缓冲囊之间存在凹槽，所述润滑油储存在凹槽内。调整块位于缓冲囊的上方，每相邻两个缓冲囊之间的凹槽对润滑油进行分隔存储，可以防止润滑油在破流环姿态调整时汇聚在一起，避免汇聚后的润滑油影响破流环的重心位置；调整块位于缓冲囊上方时，调整块对缓冲囊进行挤压，使缓冲囊变得扁平，使凹槽中的润滑油与调整块底端接触，随着调整块的运动，使润滑油涂覆在调整块的底部。
17.所述测量球、底架均由透明材料制成。测量球以及底架由透明材料制成，可以减少测量球与机身上的导光板之间的色差，也减少底架对外侧导光板的影响，提高破流环整体通透性和发光效果。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
19.1、破流环与机身的纵截面均为椭圆形，减少飞行时的风阻；破流环与机身仅通过无轴推进器连接，中间存在空隙，而且破流环和机身从远处看呈扁平状，可以减少整体装置在视觉上被观测到的面积，提高整体装置在作业时的工作安全性。
20.2、集光环安装在底架的上端顶部、集光罩安装在机身的上端顶部，可以使集光罩以及集光环更好的接受光照，集光罩和集光环将光导入光纤a和光纤b中，使光在光纤的引导下射入导光板内，使破流环以及机身发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。
21.3、当天线扫描周期测量装置的姿态受周围环境影响而发生变化时，主控制系统中监测机身姿态变化的实时监测电路将数据传输到主控制系统中，主控制系统将数据无线传输到二级控制系统中，二级控制系统根据实时反馈的数据对调整块的位置进行实时调整，使天线扫描周期测量装置适应周围环境的变化，进而可以实现更好的信号探测。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1是本发明的立体图；
24.图2是本发明的整体前视图；
25.图3是本发明的整体上视图；
26.图4是本发明的图3中a-a方向的剖视图；
27.图5是本发明的图4中部分结构放大图；
28.图6是本发明的底架内部半剖上视图；
29.图7是本发明的测量球与旋转盘连接图。
30.图中：
31.1、破流环；2、机身；3、无轴推进器；4、集光罩；5、集光环；6、测量球；7、光纤a；8、承载板；9、旋转盘；10、调节杆；11、太阳板；12、光纤b；13、磁芯；14、线圈；15、调整块；16、缓冲囊；17、旋转缸；18、电磁铁；19、导光板；20、底架。
具体实施方式
32.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。
33.请参阅图1-图7，本发明提供技术方案：根据周围环境变化自动调整姿态的天线扫描周期测量装置，天线扫描周期测量装置包括破流环1、机身2以及四个无轴推进器3，破流环1位于机身2的外侧，破流环1和机身2通过无轴推进器3连接，破流环1以及机身2的纵截面均为椭圆形，机身2下端转动安装有测量球6。破流环1与机身2的纵截面均为椭圆形，减少飞行时的风阻；破流环1与机身2仅通过无轴推进器3连接，中间存在空隙，而且破流环1和机身2从远处看呈扁平状，可以减少整体装置在视觉上被观测到的面积，提高整体装置在作业时的工作安全性。
34.机身2内部安装有承载板8，承载板8上方安装有主控制系统，承载板8下方中部安装有旋转盘9，旋转盘9下端面靠近边缘的位置安装有支撑座a，测量球6上安装有支撑座b，支撑座a与支撑座b之间转动安装有调节杆10，测量球6与旋转盘9同轴心，旋转盘9以及调节杆10均与主控制系统连接。测量球6由透明材料制成,可以减少测量球6与机身2上的导光板19之间的色差，提高机身2的视觉隐身效果。
35.主控制系统中包含对机身2姿态变化进行实时监测的电路，主控制系统对旋转盘9以及调节杆10进行控制，同时对测量球6中的测量装置进行控制以及进行数据交换，调节杆10为电动伸缩杆，雷达信号测量装置在测量球6的带动下进行多方位的探测；旋转盘9通过调节杆10带动测量球6在水平方向上旋转，调节杆10通过伸缩调动测量球6在竖直方向上转动，通过旋转盘9以及调节杆10的相互配合，实现测量球6的多方位运动，进而提高测量装置的测量范围。通过旋转盘9、调节杆10以及测量球6的设置，使机身2的重心偏心，用于提高机身2的稳定性，使机身2在破流环1的支撑下保持垂直状态。
36.天线扫描周围测量装置在上升飞行时，破流环1破开阻碍飞行的气流，集光环5呈椭圆形，可以再次破开气流；集光环5呈椭圆形且突出导光板19，集光环5长轴所在的水平面与导光板19上端顶点所在的水平面重合，集光环5再次破开气流，使导光板19上端顶部的流速提高，进而使导光板19上端顶部的压力小于下端顶部的压力，进而使导光板19在飞行时受到往上的托举力，进而加快天线扫描周围测量装置的上升速度。
37.破流环1内侧对应每个无轴推进器3的位置均安装有旋转缸17，旋转缸17与无轴推进器3连接；
38.破流环1上端内侧设置有环形的太阳板11，太阳板11为太阳能板，太阳板11下方设置有二级控制系统，二级控制系统与主控制系统无线通信，二级控制系统与太阳板11电连接，二级控制系统与无轴推进器3以及旋转缸17电连接。
39.机身2上在对应每个无轴推进器3的位置处均安装有电磁铁18，无轴推进器3上对应电磁铁18的位置安装有永磁体。
40.电磁铁18与永磁体相互配合实现无轴推进器3与机身2的连接固定，使无轴推进器3无法相对于机身2产生相对转动，电磁铁18与永磁体断开连接即电磁铁18断电后，无轴推进器3可以在旋转缸17的带动下绕着旋转缸17的中心线旋转，进而可以调整天线扫描周期测量装置的飞行方向，每次最多可有两个对称的电磁铁18与永磁体断开连接。
41.当天线扫描周期测量装置在顺风飞行时，两个对称的电磁铁18与永磁体断开连接，之后，其他两个旋转缸17在二级控制系统的控制下工作，由于机身2的重心偏心，机身2的总体质量大于破流环1的总体质量，旋转缸17旋转时，破流环1相对于机身2旋转，使破流环1从水平状态切换为竖直状态，增加破流环1的顺风时的受力面积。由于破流环1的顶端安装有集光环5，在破流环1旋转后，集光环5处于破流环1的迎风前端，集光环5用于破开破流环1前端的气流，减少破流环1所受的风阻。
42.破流环1包括底架20，底架20均由透明材料制成，底架20以及机身2外侧均安装有导光板19，底架20上端顶部安装有集光环5，集光环5的纵截面为椭圆形，集光环5突出导光板19，集光环5下方安装有光纤b12，光纤b12与导光板19的侧边连接；集光环5安装在底架20的上端顶部，可以使集光环5更好的接受光照，集光环5将光导入光纤b12中，使光在光纤b12的引导下射入导光板19内，使破流环1发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。底架20由透明材料制成，减少底架20对外侧导光板19的影响，提高破流环1整体通透性和发光效果。
43.底架20内部中空，底架20内部上端安装有磁芯13，磁芯13内安装有若干个线圈14，线圈14与二级控制系统连接；
44.底架20内部下端安装有调整块15，调整块15上端安装有永磁体，底架20内部下端储存有润滑油。线圈14通电后产生磁场，线圈14利用磁场对永磁体进行吸引，使调整块15在磁场的牵引下在底架20内运动，通过改变调整块15的位置，改变破流环1的重心位置，实现对破流环1的姿态调整。润滑油用于减少调整块15与底架20之间的摩擦力。当天线扫描周期测量装置在飞行时，改变调整块15的位置，使调整块15运动到破流环1迎风端的前端，利用调整块15的重量下压破流环1的迎风端，改变破流环1的迎风角度，防止天线扫描周期测量装置在直线飞行时往上升。二级控制系统对调整块15调整后的位置进行记录，后一次记录的位置数据覆盖前一次记录的数据，实现对调整块15位置的实时更新。当天线扫描周期测量装置的姿态受周围环境影响而发生变化时，主控制系统中监测机身2姿态变化的实时监测电路将数据传输到主控制系统中，主控制系统将数据无线传输到二级控制系统中，二级控制系统根据实时反馈的数据对调整块15的位置进行实时调整，使天线扫描周期测量装置适应周围环境的变化，进而可以实现更好的信号探测。
45.底架20内部在调整块15的下方安装有若干缓冲囊16，缓冲囊16的纵截面呈半环形，缓冲囊16一端的横截面呈半圆形，若干个缓冲囊16环形排列在底架20内，每相邻两个缓冲囊16之间存在凹槽，润滑油储存在凹槽内。调整块15位于缓冲囊16的上方，每相邻两个缓冲囊16之间的凹槽对润滑油进行分隔存储，可以防止润滑油在破流环1姿态调整时汇聚在一起，避免汇聚后的润滑油影响破流环1的重心位置；调整块15位于缓冲囊16上方时，调整块15对缓冲囊16进行挤压，使缓冲囊16变得扁平，使凹槽中的润滑油与调整块15底端接触，
随着调整块15的运动，使润滑油涂覆在调整块15的底部。
46.机身2的上端顶部安装有集光罩4，集光罩4的下方安装有光纤a7，光纤a7与导光板19的侧边连接。集光罩4安装在机身2的上端顶部，可以使集光罩4更好的接受光照，集光罩4将光导入光纤a7中，使光在光纤a7的引导下射入导光板19内，使机身2发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。
47.本发明的工作原理：
48.雷达信号测量装置安装在测量球6中，由破流环1、机身2以及无轴推进器3带动飞行，从空中进行雷达信号探测。
49.破流环1以及机身2在无轴推进器3的牵引下飞升以及飞行，当天线扫描周期测量装置在飞行时，线圈14在二级控制系统的调控下通电并产生磁场，线圈14利用磁场对永磁体进行吸引，使调整块15在磁场的牵引下在底架20内运动，通过改变调整块15的位置，改变破流环1的重心位置，实现对破流环1的姿态调整。改变调整块15的位置，使调整块15运动到破流环1迎风端的前端，利用调整块15的重量下压破流环1的迎风端，改变破流环1的迎风角度，防止天线扫描周期测量装置在直线飞行时往上升。
50.在飞行过程中，需要再次提升飞行高度时，调整块15的位置被二级控制系统再次改变，使破流环1长轴所在水平面与飞行方向平行，破流环1破开阻碍飞行的气流，集光环5呈椭圆形，可以再次破开气流；集光环5呈椭圆形且突出导光板19，集光环5长轴所在的水平面与导光板19上端顶点所在的水平面重合，集光环5再次破开气流，使导光板19上端顶部的流速提高，进而使导光板19上端顶部的压力小于下端顶部的压力，进而使导光板19在飞行时受到往上的托举力。通过同时改变调整块15的位置以及无轴推进器3的转速，进而加快天线扫描周围测量装置的上升速度。
51.当天线扫描周期测量装置在顺风飞行时，两个对称的电磁铁18与永磁体断开连接，之后，其他两个旋转缸17在二级控制系统的控制下工作，由于机身2的重心偏心，机身2的总体质量大于破流环1的总体质量，旋转缸17旋转时，破流环1相对于机身2旋转，使破流环1从水平状态切换为竖直状态，增加破流环1的顺风时的受力面积。由于破流环1的顶端安装有集光环5，在破流环1旋转后，集光环5处于破流环1的迎风前端，集光环5用于破开破流环1前端的气流，减少破流环1所受的风阻。顺风且利用气流飞行，减少电能损耗，有效延长整个装置的工作时长。
52.探测信号时，无轴推进器3时机身2悬停或直线飞行，旋转盘9通过调节杆10带动测量球6在水平方向上旋转，调节杆10通过伸缩调动测量球6在竖直方向上转动，通过旋转盘9以及调节杆10的相互配合，实现测量球6的多方位运动，雷达信号测量装置在测量球6的带动下进行多方位的探测。
53.当天线扫描周期测量装置的姿态受周围环境影响而发生变化时，主控制系统中监测机身2姿态变化的实时监测电路将数据传输到主控制系统中，主控制系统将数据无线传输到二级控制系统中，二级控制系统根据实时反馈的数据对调整块15的位置进行实时调整，使天线扫描周期测量装置适应周围环境的变化，进而可以实现更好的信号探测。
54.集光罩4安装在机身2的上端顶部，可以使集光罩4更好的接受光照，集光罩4将光导入光纤a7中，使光在光纤a7的引导下射入导光板19内，使机身2发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。
55.集光环5安装在底架20的上端顶部，可以使集光环5更好的接受光照，集光环5将光导入光纤b12中，使光在光纤b12的引导下射入导光板19内，使破流环1发光，使整体装置与天空之间的色差减弱，使整体装置进一步与周围环境融合，避免在作用时被发现。
56.破流环1与机身2仅通过无轴推进器3连接，中间存在空隙，而且破流环1和机身2从远处看呈扁平状，可以减少整体装置在视觉上被观测到的面积，提高整体装置在作业时的工作安全性。
57.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。