微波天線反射面均方根測量系統研究與應用

范 麗，魏彥輝

（1.長慶油田分公司水電廠，陜西 西安 710201；2.西安暢輝電子科技有限公司，陜西 西安 710075）

0 引 言

目前對天線反射面均方根的測量采用測量標準樣板法，測量環節還停留在手工測量和人為目測判斷階段，尚無完善的測量記錄。而這也導致產品測量過程繁瑣、結論判定依據不明確、測量數據記錄不完整等情況出現，在產品質量控制管理方面漏洞較多。針對以上問題，本文經過對測量環節的分析，提出一套完整的天線反射面測量自動采集的綜合解決方案。該方案從測量標準樣板集中器的設計、測量流程、測量數據采集、測量誤差計算、數據展示及數據存儲等方面進行了綜合管理，在產品測量過程中采用帶測量儀表和采集器的標準樣板和軟件系統實現測量過程全面的信息化管理，減少測量人員繁瑣的數據記錄工作，方便測量人員自動判定測量結果和查詢測量記錄數據。同時為企業生產過程的信息化提供更加精細的支撐，提升生產測量過程的效率和管理水平。

1 總體設計方案

微波天線反射面均方根測量系統以含測量裝置的標準樣板為基礎，利用軟件通信技術實現測量數據的自動采集、自動誤差計算、自動結論判定。系統采用C/S結構（Client/Server，客戶機/服務器），可單機運行，也適合在企業局域網內實現測量業務流程和信息的全面管理。系統結構分為如下三層：

（1）在標準樣板上安裝多個數字百分表，實現數據采集功能，每個數字百分表帶RS 232通信口；

（2）集中器采用并發通信方式，通過串口同時采集數字百分表的測量數據，并將采集的數據通過RS 485總線發送到上位機；

（3）上位機軟件系統對采集器返回的數據進行相關運算處理。

系統的總體結構如圖1所示。

圖1 系統總體結構圖

2 硬件組成

2.1 數字百分表

數字百分表是測量數據采集裝置，可實現測量數據的自動采集與多點同時測量。

（1）技術指標：其量程范圍為0～12.7 mm，示值分辨力為0.01 mm /0.005"。

（2）主要功能：任意位置置0，便于微差測量。制式任意轉換，適應不同的單位制。具有數據保持、快速顯示、快速跟尋最大值與最小值（只顯示一組測量數據中的最大值、最小值的功能）。備有串行數據輸出口，經集中器可與帶RS 232插口的計算機連接進行數據處理。

2.2 通信集中器

通信集中器是數字百分表的通信采集模塊，數字表通過RS 232通信實現數據集中采集，并將數據通過RS 485通信口上傳至上位機系統，實時得出測量誤差，實現測量過程的自動化。集中器的電路連接如圖2所示。

（1）為了方便集中器的使用，采用雙層電路板設計，確保集中器的體積符合安裝要求。每個通道采用獨立的單片機運算單元，有利于提升數據的采集并發能力和執行效率。

（2）集中器具備上位機通信復位功能和同步功能，可確保數據采集的同時、同步和測量數據的可靠性。

圖2 集中器電路示意圖

3 軟件功能

測量系統的軟件系統采用C/S結構（Client/Server， 客戶機/服務器），可自動采集、保存測量數據，對采集器返回的數據進行均方根運算，并判斷測量結果是否滿足要求，對測量過程的不合理情況進行報警提示。

系統主要包含天線信息管理、數據采集和誤差計算、測量結論判定、數據查詢、測試人員管理、權限管理等功能模塊。

4 天線測量過程

把待測的天線反射面放在工作臺上找平，將樣板放在平衡支架上，將通信電纜分別連接到樣板集中器和電腦對應的接口上，對每個數字百分表進行校零操作。啟動軟件采集測量數據，然后將樣板轉動45°，再次讀取數據，依次循環，最后進行自動計算，得出鍋面的均方根值。天線測量順序過程如圖3所示。

5 結 語

本系統以數字百分表的通信為基礎，在測量標準樣板上安裝一定數量的數字儀表，采用集中器進行測量數據自動采集，實現多點同時測量與測量過程的自動化。該系統經測試發現，在防止人為干預測量結果方面得到了使用者的肯定，為提高產品的質量監督水平提供了有效的管理工具。

圖3 測量順序模塊圖

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