反射面姿态的检测方法、反射面和紧缩场测试系统与流程

1.本发明涉及无线通信的技术领域，尤其是涉及一种反射面姿态的检测方法、反射面和紧缩场测试系统。


背景技术：

2.无线测试中，紧缩场测试系统一般包含：电波暗室、反射面、馈源天线、测试仪表等部件，反射面将馈源天线发射的球面波转换为平面波，在测试区域内对被测件(天线或无线终端)的无线性能进行测试。
3.小型的紧缩场测试系统中，反射面的尺寸较小，这种反射面一般是一次加工成型，而对于性能要求较高或被测件尺寸较大的大型紧缩场测试系统而言，反射面的尺寸相应的较大，如果仍然采用一次加工成型，其加工成本和反射面尺寸呈指数型增长，因此，对于大型的反射面，一般采用拼接的方式实现。如图1和图2所示，拼接后，需要对反射面进行调试和静区性能的验证。拼接式反射面的调试通常使用激光跟踪仪检测反射面板的姿态，并调节使实际安装的反射面姿态与设计参数一致。
4.传统的拼接式反射面姿态的检测方法主要有以下两种：一种是先获取反射面的姿态的设计参数。具体的，可以根据反射面姿态的设计参数建立一个数学模型，在该数学模型中，每个反射面板姿态相关的参数都是已知的，即反射面板的正面的每个点在数学模型坐标系中的坐标信息都是已知的。
5.参考图3，拼接前，在反射面板的正面放置(例如，可拆卸粘接)至少3个激光靶标作为定位点，通过激光跟踪仪获取该激光靶标在该反射面板上的位置信息。一种通常的具体操作方式为：先通过激光跟踪仪对每个反射面板的正面的边缘顶点进行检测(检测方式为在边缘顶点处放置激光靶标，检测完之后就可以拆掉，以免影响后续的拼接)，以建立该反射面板的坐标系，再通过激光跟踪仪对反射面板正面放置的激光靶标进行检测，获得该激光靶标在该反射面板上的位置信息。根据这些信息，就可以通过对激光靶标的定位，获取该反射面板的姿态信息。
6.拼接时，将各个反射面板安装在相应的安装夹具上，拼接后，通过激光跟踪仪检测各反射面板上的激光靶标，将激光靶标的位置检测结果和数学模型的坐标信息进行比对，计算检测结果，即激光靶标实际位置(指示了反射面板的实际姿态)和设计位置(指示了反射面板的设计姿态)之间的姿态偏移(可以包括偏移量和欧拉角)，据此再调节反射面板。
7.上述检测方法的缺点在于：当反射面拼接完成后，需要将激光靶标从反射面板的正面去掉，以将反射面投入使用。但是激光靶标一旦去掉之后，当需要再次获取反射面的姿态时(比如：系统定期维护检查或系统精度出现故障需要排查的情况下)，上述检测方法将变得不准确、不可行。原因在于：此时如果在反射面板的正面再次放置激光靶标，激光靶标在反射面板上的位置和拼接前放置的位置必然是不同的，无法通过激光跟踪仪准确获取重新放置的激光靶标在该反射面板上的位置信息(因为此时反射面板已经拼接完成，无法使用激光跟踪仪对反射面板的边缘进行检测，也就无法获得单个反射面板的坐标系，也就无
法获得激光靶标在该反射面板上的位置信息)，即，无法通过对激光靶标的定位来获取该反射面板的姿态信息。
8.另一种检测方法的过程为：首先，直接将所有的反射面板拼接在一起，此时各反射面板的姿态是不准确的；然后，对于每个反射面板，通过激光靶标获取其当前姿态信息，参考图4，具体做法为：在反射面板a上放置多个激光靶标(图4中示意的1～16)，或者将一个激光靶标多次移动至反射面板a的不同位置(图4中示意的1～16)，通过激光跟踪仪依次检测激光靶标，得到多个位置信息，根据多个位置信息进行曲率拟合，得到该多个位置所在的曲面(将其定义为“检测曲面”)的曲率信息，与数学模型进行比对，在数学模型中找到与检测曲面的曲率一致的曲面，从而确定反射面板a的当前姿态，据此进行调节。
9.上述方法的缺点在于：图4中所示的两个反射面板a和b，如果它们的曲率相同或者是很接近，该调试方法就无法区分反射面板a和b。或者可能出现另外一种情况，可以理解检测曲面是单个反射面板的局部，检测曲面的面积是小于单个反射面板的面积的，如果反射面板a的曲率比较均匀，那么将检测曲面的曲率在数学模型中进行对比的时候，无法匹配到该检测曲面在反射面板a上的位置，从而无法确定反射面板a的当前姿态。另一方面，如果反射面板变形导致曲率出现误差时，该方法将变得更不可用。此外，该方法需要放置多个激光靶标或多次放置激光靶标，如果反射面板尺寸很大(如，十几米以上)时，该方法的操作便利性非常差，甚至需要大型举升机。
10.综上，现有的反射面姿态检测方法存在复用性差、准确性差、操作不便的技术问题。


技术实现要素：

11.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种反射面姿态的检测方法、反射面和紧缩场测试系统，以缓解现有的反射面姿态检测方法复用性差、准确性差、操作不便的技术问题。
12.第一方面，本发明实施例提供了一种反射面姿态的检测方法，包括：
13.建立所述反射面背面的数学模型，其中，所述数学模型包括：当所述反射面正面的姿态满足设计参数时，反射面板背面的激光靶标的位置信息，所述正面为用于进行电磁波反射的面，所述背面为安装面，所述反射面由多个所述反射面板拼接得到；
14.使用激光跟踪仪对所述反射面板背面的激光靶标进行定位检测，得到所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果；
15.根据所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和所述反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，其中，所述检测结果包括以下至少之一：所述反射面板的姿态偏移、所述反射面板是否发生形变。
16.进一步的，所述反射面背面的数学模型根据所述反射面正面的姿态设计参数、各反射面板相对于所述反射面的位置和各所述反射面板背面的激光靶标相对于所述反射面板正面的位置信息计算得到，其中，各所述反射面板背面的激光靶标相对于所述反射面板正面的位置信息为设计值，或者使用所述激光跟踪仪进行定位检测得到。
17.进一步的，当所述检测结果包括所述反射面板的姿态偏移时，所述方法还包括：
18.判断所述反射面板的姿态偏移是否大于第一预设阈值，对大于所述第一预设阈值的所述反射面板进行姿态调整，直至所述姿态偏移不大于所述第一预设阈值。
19.进一步的，当所述检测结果包括所述反射面板是否发生形变时，根据所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和所述反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，包括：
20.根据目标反射面板背面的激光靶标的位置检测结果确定所述目标反射面板背面的各激光靶标之间的相对位置，其中，所述目标反射面板为所述反射面板中的任一反射面板；
21.根据所述目标反射面板背面的激光靶标的位置信息确定所述目标反射面板背面的各激光靶标之间的参考相对位置；
22.若所述相对位置与对应的所述参考相对位置之间的差值大于第二预设阈值，则确定所述目标反射面板发生形变。
23.进一步的，每个所述反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个所述反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。
24.进一步的，所述激光靶标固定设置于所述反射面板背面，或，所述反射面板背面固定设置有安装底座，且所述激光靶标可拆卸安装于所述安装底座。
25.第二方面，本发明实施例还提供了一种反射面，采用上述第一方面中所述的方法进行反射面姿态的检测，所述反射面包括：多个拼接的反射面板，每个所述反射面板背面设置有激光靶标。
26.进一步的，每个所述反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个所述反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。
27.进一步的，所述激光靶标固定设置于所述反射面板背面，或，所述反射面板背面固定设置有安装底座，且所述激光靶标可拆卸安装于所述安装底座。
28.第三方面，本发明实施例还提供了一种紧缩场测试系统，包括：上述第二方面中任一项所述的反射面，还包括：馈源天线和电波暗室。
29.在本发明实施例中，提供了一种反射面姿态的检测方法，包括：建立反射面背面的数学模型，其中，数学模型包括：当反射面正面的姿态满足设计参数时，反射面板背面的激光靶标的位置信息，正面为用于进行电磁波反射的面，背面为安装面，反射面由多个反射面板拼接得到；使用激光跟踪仪对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，得到反射面板背面的激光靶标的位置检测结果；根据反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，其中，检测结果包括以下至少之一：反射面板的姿态偏移、反射面板是否发生形变。通过上述描述可知，本发明的反射面姿态的检测方法中，激光靶标位于反射面板背面，不影响反射面正面的正常使用，另外，在需要时，能随时对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，进而根据检测得到的反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息进行检测结果的计算，也就是反射面板背面设置的激光靶标复用性好，便于后期的维护维修，且上述姿态检测的准确性好，无需人为反复移动激光靶标，操作便利，缓解了现有的反射面姿态检测方法复用性差、准确性差、操作不便的技术问题。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为现有技术提供的反射面的结构示意图；
32.图2为现有技术提供的反射面的正视图；
33.图3为现有技术提供的反射面板的侧视图；
34.图4为现有技术提供的在反射面板的正面使用激光靶标调试反射面的示意图；
35.图5为本发明实施例提供的一种反射面姿态的检测方法的流程图；
36.图6为本发明实施例提供的反射面的正面和背面的示意图；
37.图7为本发明实施例提供的带有激光靶标的反射面背面的示意图；
38.图8为本发明实施例提供的馈源、反射面和激光跟踪仪的示意图。
具体实施方式
39.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
40.现有的反射面姿态检测方法复用性差、准确性差、操作不便。
41.基于此，本发明的反射面姿态的检测方法中，激光靶标位于反射面板背面，不影响反射面正面的正常使用，另外，在需要时，能随时对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，进而根据检测得到的反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息进行检测结果的计算，也就是反射面板背面设置的激光靶标复用性好，便于后期的维护维修，且上述姿态检测的准确性好，无需人为反复移动激光靶标，操作便利。
42.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种反射面姿态的检测方法进行详细介绍。
43.实施例一：
44.根据本发明实施例，提供了一种反射面姿态的检测方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
45.图5是根据本发明实施例的一种反射面姿态的检测方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：
46.步骤s502，建立反射面背面的数学模型，其中，数学模型包括：当反射面正面的姿态满足设计参数时，反射面板背面的激光靶标的位置信息，正面为用于进行电磁波反射的面，背面为安装面，反射面由多个反射面板拼接得到；
47.图6中示出了反射面的正面和背面的示意图，反射面的正面是工作区，用于电磁波的反射，背面是安装面。上述反射面板背面的激光靶标的位置信息具体为激光靶标相对于反射面的位置。
48.上述反射面正面的姿态满足设计参数可以是指反射面正面的姿态等于设计参数，
还可以是反射面正面的姿态与设计参数之间的差值小于预设值，本发明实施例对上述反射面正面的姿态满足设计参数不进行具体限制。
49.步骤s504，使用激光跟踪仪对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，得到反射面板背面的激光靶标的位置检测结果；
50.具体的，当每个反射面板背面的激光靶标的数量为多个时，分别检测反射面板背面的每个激光靶标的位置的位置信息。
51.步骤s506，根据反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，其中，检测结果包括以下至少之一：反射面板的姿态偏移、反射面板是否发生形变。
52.具体的，将各反射面板背面的激光靶标的位置检测结果与对应的反射面板背面的激光靶标的位置信息进行比对，从而计算各反射面板的姿态偏移(具体可以包括偏移量和欧拉角)，进而根据各反射面板的姿态偏移对对应的反射面板进行姿态调整，同时，还能通过计算确定得到反射面板是否发生形变，下文中再进行具体介绍。
53.在本发明实施例中，提供了一种反射面姿态的检测方法，包括：建立反射面背面的数学模型，其中，数学模型包括：当反射面正面的姿态满足设计参数时，反射面板背面的激光靶标的位置信息，正面为用于进行电磁波反射的面，背面为安装面，反射面由多个反射面板拼接得到；使用激光跟踪仪对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，得到反射面板背面的激光靶标的位置检测结果；根据反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，其中，检测结果包括以下至少之一：反射面板的姿态偏移、反射面板是否发生形变。通过上述描述可知，本发明的反射面姿态的检测方法中，激光靶标位于反射面板背面，不影响反射面正面的正常使用，另外，在需要时，能随时对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，进而根据检测得到的反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息进行检测结果的计算，也就是反射面板背面设置的激光靶标复用性好，便于后期的维护维修，且上述姿态检测的准确性好，无需人为反复移动激光靶标，操作便利，缓解了现有的反射面姿态检测方法复用性差、准确性差、操作不便的技术问题。
54.上述内容对本发明的反射面姿态调试方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。
55.在本发明的一个可选实施例中，反射面背面的数学模型根据反射面正面的姿态设计参数、各反射面板相对于反射面的位置和各反射面板背面的激光靶标相对于反射面板正面的位置信息计算得到，其中，各反射面板背面的激光靶标相对于反射面板正面的位置信息为设计值，或者使用激光跟踪仪进行定位检测得到。
56.具体的，获取反射面正面的姿态设计参数、各反射面板相对于反射面的位置和各反射面板背面的激光靶标相对于反射面板正面的位置信息后，便能建立反射面背面的数学模型，该数学模型包括：各反射面板背面的姿态信息和各反射面板背面的激光靶标的位置信息(激光靶标相对于反射面的位置)。也就是说，将反射面板背面的激光靶标的位置信息与反射面正面的姿态设计参数相关联。
57.在本发明的一个可选实施例中，当检测结果包括反射面板的姿态偏移时，该方法还包括：
58.判断反射面板的姿态偏移是否大于第一预设阈值，对大于第一预设阈值的反射面板进行姿态调整，直至姿态偏移不大于第一预设阈值。
59.具体的，姿态调整后，可以再次使用激光跟踪仪对每个反射面板背面的激光靶标进行定位检测，并根据新检测到的各反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和各反射面板背面的激光靶标的位置信息重新计算反射面板的姿态偏移，如果重新计算的姿态偏移不大于第一预设阈值(如，偏移量和欧拉角的值分别不大于对应的第一预设阈值)，表示拼接后的反射面正面的姿态与设计参数之间的差值不大于第一预设阈值，即拼接后的反射面正面的姿态满足设计参数；若姿态偏移大于第一预设阈值，则根据重新计算的姿态偏移对对应的反射面板再次进行姿态调整，直至符合设计参数为止，即直至姿态偏移不大于第一预设阈值为止。
60.在本发明的一个可选实施例中，当检测结果包括反射面板是否发生形变时，根据反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，包括：
61.根据各反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和各反射面板背面的激光靶标的位置信息确定各反射面板是否发生形变。
62.具体的，(1)根据目标反射面板背面的激光靶标的位置检测结果确定目标反射面板背面的各激光靶标之间的相对位置，其中，目标反射面板为反射面板中的任一反射面板；
63.(2)根据目标反射面板背面的激光靶标的位置信息确定目标反射面板背面的各激光靶标之间的参考相对位置；
64.(3)若相对位置与对应的参考相对位置之间的差值大于第二预设阈值，则确定目标反射面板发生形变。
65.在本发明的一个可选实施例中，每个反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。
66.具体的，激光靶标固定设置于反射面板背面，或者，反射面板背面固定设置有安装底座，且激光靶标可拆卸安装于安装底座。
67.参考图7和图8，每一个反射面板的背面设置至少三个激光靶标(即图8中的靶球，其中，三个激光靶标不共线)，可选地，这些激光靶标可以是固定设置，例如，直接加工在背面，在反射面的拼接和后续使用过程中，激光靶标不需要拆卸，一方面不影响反射面正面的正常使用，另一方面在需要的时候可以随时对反射面板的姿态进行检测。或者，在背面固定设置靶标的安装底座，在需要检测的时候，将激光靶标安装在安装底座上，由于安装底座是固定设置的，激光靶标在反射面板上的位置也就不会发生变化。
68.本发明的激光靶标固定安装在反射面板的背面，不影响反射面的正常使用，在需要时，可以随时对反射面板的姿态或形变进行检测。本发明可以用于反射面安装拼接时的调试，以及后续使用过程中形变的监测，操作便利性很强，不需要人为反复移动激光靶标，省时省力，可以在反射面安装好之后，随时监测反射面的形变，方便后期维护维修，克服了现有技术中在拼接完成后的使用过程中，或维护检测中，无法重新定位反射面板的姿态的缺点。
69.实施例二：
70.本发明实施例提供了一种反射面，采用上述实施例一的反射面姿态的检测方法进
行反射面姿态的检测，反射面包括：多个拼接的反射面板，每个反射面板背面设置有激光靶标。
71.可选地，每个反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。
72.可选地，激光靶标固定设置于反射面板背面，或，反射面板背面固定设置有安装底座，且激光靶标可拆卸安装于安装底座。
73.实施例三：
74.本发明实施例还提供了一种紧缩场测试系统，包括：上述实施例二中的反射面，还包括：馈源天线和电波暗室。
75.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
76.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
77.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种反射面姿态的检测方法，其特征在于，包括：建立所述反射面背面的数学模型，其中，所述数学模型包括：当所述反射面正面的姿态满足设计参数时，反射面板背面的激光靶标的位置信息，所述正面为用于进行电磁波反射的面，所述背面为安装面，所述反射面由多个所述反射面板拼接得到；使用激光跟踪仪对所述反射面板背面的激光靶标进行定位检测，得到所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果；根据所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和所述反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，其中，所述检测结果包括以下至少之一：所述反射面板的姿态偏移、所述反射面板是否发生形变。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反射面背面的数学模型根据所述反射面正面的姿态设计参数、各反射面板相对于所述反射面的位置和各所述反射面板背面的激光靶标相对于所述反射面板正面的位置信息计算得到，其中，各所述反射面板背面的激光靶标相对于所述反射面板正面的位置信息为设计值，或者使用所述激光跟踪仪进行定位检测得到。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述检测结果包括所述反射面板的姿态偏移时，所述方法还包括：判断所述反射面板的姿态偏移是否大于第一预设阈值，对大于所述第一预设阈值的所述反射面板进行姿态调整，直至所述姿态偏移不大于所述第一预设阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述检测结果包括所述反射面板是否发生形变时，根据所述反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和所述反射面板背面的激光靶标的位置信息计算检测结果，包括：根据目标反射面板背面的激光靶标的位置检测结果确定所述目标反射面板背面的各激光靶标之间的相对位置，其中，所述目标反射面板为所述反射面板中的任一反射面板；根据所述目标反射面板背面的激光靶标的位置信息确定所述目标反射面板背面的各激光靶标之间的参考相对位置；若所述相对位置与对应的所述参考相对位置之间的差值大于第二预设阈值，则确定所述目标反射面板发生形变。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个所述反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光靶标固定设置于所述反射面板背面，或，所述反射面板背面固定设置有安装底座，且所述激光靶标可拆卸安装于所述安装底座。7.一种反射面，其特征在于，采用上述权利要求1至6中任一项所述的方法进行反射面姿态的检测，所述反射面包括：多个拼接的反射面板，每个所述反射面板背面设置有激光靶标。8.根据权利要求7所述的反射面，其特征在于，每个所述反射面板背面的激光靶标的数量至少为3个，且每个所述反射面板背面的至少3个激光靶标不共线。9.根据权利要求7所述的反射面，其特征在于，所述激光靶标固定设置于所述反射面板背面，或，所述反射面板背面固定设置有安装底座，且所述激光靶标可拆卸安装于所述安装
底座。10.一种紧缩场测试系统，其特征在于，包括：上述权利要求7至9中任一项所述的反射面，还包括：馈源天线和电波暗室。

技术总结
本发明提供了一种反射面姿态的检测方法、反射面和紧缩场测试系统，该反射面姿态的检测方法中，激光靶标位于反射面板背面，不影响反射面正面的正常使用，另外，在需要时，能随时对反射面板背面的激光靶标进行定位检测，进而根据检测得到的反射面板背面的激光靶标的位置检测结果和反射面板背面的激光靶标的位置信息进行检测结果的计算，也就是反射面板背面设置的激光靶标复用性好，便于后期的维护维修，且上述姿态检测的准确性好，无需人为反复移动激光靶标，操作便利。操作便利。操作便利。


技术研发人员：沈鹏辉 李俊
受保护的技术使用者：深圳市通用测试系统有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/4