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解決方案
外場無人機天線測試系統(tǒng)
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方案概述
外場無人機天線測試系統(tǒng)由移動單元、地面站單元組成。其中移動單元包括無人機平臺和接收測試載荷；地面站單元包括主控計算機、地面RTK、遙控器等。無人飛行器攜帶接收測試設(shè)備沿著規(guī)劃的飛行軌跡繞待測天線飛行，利用收集待測天線的信息，再結(jié)合無人機位置狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，同時傳輸至系統(tǒng)測量分析軟件，實現(xiàn)待測天線性能參數(shù)的測試。測量半徑大，測試半徑50~1000m；定位精度高，飛行器空間動態(tài)控制精度±0.2m；場地環(huán)境要求低，支持天線原位測試；測試角度范圍廣，可進(jìn)行二維、三維方向圖測試；測試精度高，增益重復(fù)性誤差±1dB。
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功能特點
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系統(tǒng)配置靈活，易于快速展開，便攜運輸
根據(jù)測試頻段的不同，靈活地采用不同的無人機平臺進(jìn)行作業(yè)：在測試低頻段天線時，測試系統(tǒng)不需要配置云臺，采用載重2公斤級別的四旋翼無人機；在測試高頻段天線時，測試系統(tǒng)需要配置云臺，采用載重6公斤級別的六旋翼無人機。采用快拆式設(shè)計，保證系統(tǒng)可快速展開和拆卸，可快速裝入包裝箱后裝車運輸。
地面站單元集合了航線規(guī)劃、飛行任務(wù)編輯、飛行狀態(tài)顯示、飛行控制終端、高清視頻傳輸與顯示等功能的綜合性無人機地面指揮系統(tǒng)，考慮了抗震耐摔和便攜的要求，能夠滿足外場作業(yè)的需求。
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多種軌跡規(guī)劃，滿足測量各種測量場景
為了對被測天線進(jìn)行幅度方向圖、波束寬度等電性能參數(shù)的現(xiàn)場驗證測試，需要規(guī)劃無人機單元的飛行軌跡，使得無人機單元按照規(guī)劃的軌跡飛行并采集數(shù)據(jù)。飛行軌跡可通過數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行配置，通過數(shù)學(xué)表達(dá)式可進(jìn)行螺旋線、經(jīng)線圈、緯線圈、主截面折線等飛行軌跡規(guī)劃。軌跡規(guī)劃可通過無人飛行器控制軟件界面進(jìn)行。
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支持天線原位測試
不需要轉(zhuǎn)臺/掃描架等大型的高精密機械運動設(shè)備，也不需要移動或者拆裝天線裝備，系統(tǒng)可圍繞待測天線進(jìn)行移動，獲取方位角、俯仰角下幅度數(shù)據(jù)的測試，在現(xiàn)場得到待測天線的方向圖指標(biāo)。
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測試角度范圍廣
由于無人機體積小，并且設(shè)計的專用便攜式測試設(shè)備重量輕，測試裝備具有機動靈活的特點，可以不受地形限制，攜帶測試設(shè)備繞飛被測天線，方向圖測試角度范圍可達(dá)0°～360°（水平）、0°～180°（俯仰），滿足二維和三維天線方向圖的測試。
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測試參數(shù)豐富
系統(tǒng)采用無人機搭載測試設(shè)備進(jìn)行外場飛行測試，通過設(shè)計精確的誤差分析修正技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以完成線極化、圓極化天線增益、方向性、副瓣電平、波束寬度等多種電參數(shù)的測試。
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天線參數(shù)測試精度高
系統(tǒng)采用多旋翼無人機作為載荷平臺，可以實現(xiàn)高精度的軌跡跟蹤控制，利用RTK和慣性導(dǎo)航，可以達(dá)到厘米級的定位精度，并且進(jìn)行抗風(fēng)干擾控制，使得云臺上的參考天線可以實時對準(zhǔn)被測天線，保證了電磁信號的采集精度，從而提高了天線方向圖的測試精度。
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自動測量軟件簡單易用，方便快捷
測量需要設(shè)置的參數(shù)有測量頻率、測試半徑，并進(jìn)行軌跡規(guī)劃等，一鍵測量，可以快速地對被測天線進(jìn)行測量，得到天線方向圖的測量數(shù)據(jù)，并通過分析軟件得到天線的相關(guān)參數(shù)。
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典型應(yīng)用
選取外場天線作為測試目標(biāo)，利用天線測試系統(tǒng)對外場天線進(jìn)行方向圖測試。地面待測天線處于發(fā)射模式，輻射電磁波。無人機平臺攜帶接收機模塊繞飛待測天線，并采集電磁波信號，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)將測量數(shù)據(jù)發(fā)送至地面端。開始測試后，無人機平臺按照規(guī)劃好的飛行路徑采集數(shù)據(jù)，地面站單元實時獲取無人機平臺的位置信息和數(shù)據(jù)信息，最后通過分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到待測天線的方向圖參數(shù)。
無人機外場飛行測試圖
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