激光雷达扫描仪在网状天线测量中的应用

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1、万方数据2013年4月第33卷第2期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementApr．，2013V01．33，No．2文章编号：1000—7202(2013)02—0016—06中图分类号：TH744．5激光雷达扫描仪在网状天线测量中的应用文献标识码：A贺燕1刘勇1王东伟1熊永虎2陈晓晖1殷晴1(1北京航天计量测试技术研究所，北京10076；2．中国科学院电子学研究所，北京100083)摘要从原理和结构上介绍了激光雷达扫描仪，并针对其绝对测距原理进行分析。结合该仪器的技术特点，对激

2、光雷达扫描仪应用于网状天线形面测试和电性能测试做了介绍。通过对测试结果分析，证明激光雷达扫描仪技术的先进性和适用性，并展望其应用前景。关键词激光雷达测距调频网状天线TheApplicationofLaserRadarinMeasuringMeshAntennaHEYahlLIUYon91WANGDong—WeilXIONGYong．hu2CHENXiao—huilYINQin91(1．BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology，Beijing100076；2

3、．InstituteofElectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100083)AbstractTheprincipleandthestructureoflaserradarwereintroduced，Andthetheoryoftheab-solutedistancemeasurementwasanalyzedespecially．Withthetechnicalmerit，thelaserradarWas印一pliedinmeasuringmeshantennaandtheadjust

4、ingbeforeantenna’SRFtest．Themeasurement’Sresultprovedtheadvantageandtheadaptabilityoflaserradar．AndfutureoftheinstrumentWasexpected．KeywordsLaserradarDistancemeasurementFrequencymoduledMeshantenna1引言航空航天领域涉及到许多几何形面的现场测试工作，几何形面测试结果与电性能测试结果的综合分析可以对天线的加工结果作出评价。目前，实现几何形面现场测试

5、普遍采用电子经纬仪系统或跟踪仪系统，这两种系统无论在测量方法还是测试效率上都存在一定的局限性。美国Metris公司生产的新型激光雷达扫描仪(LaserRadar)采用了激光绝对测距专利技术和极坐标测量系统，实现了空间点三维坐标非接触测量和快速扫描测量功能，避免了类似粘贴靶标或收稿日期：2013-02-18作者简介：贺燕(1961一)，女，工程师，主要研究方向：几何量计量。使用靶镜接触工件等现象，在保证同样的测试准确度情况下，大大提高测试效率。该仪器特别适合国内正在开展研究的网状天线几何形面的测试，本文将结合仪器的原理，针对网状天线的测试

6、加以介绍。2激光雷达扫描仪介绍2．1仪器结构激光雷达扫描仪通过激光干涉原理测量被测目标到激光头的距离，配合激光光束方位角(0)和俯仰角(7)的测量建立极坐标系统，再通过数学变换万方数据第2期激光雷达扫描仪在网状天线测量中的应用将极坐标转换为空间坐标，激光雷达扫描仪的测量示意图如图1所示。从一定程度上，激光雷达扫描仪与激光跟踪仪测量原理上有相近之处，但是激光雷达扫描仪具备激光跟踪仪无法比拟的优势。激光雷达扫描仪利用了激光调频绝对测距的功能，可实现对被测目标非接触、快速扫描测量，避免目前各种仪器利用靶球接触测试或粘贴靶标等方法的局限性。图1

7、激光雷达扫描仪测试示意图该套系统中存在两种激光，光源皆为半导体激光器。一种是可见的红色激光，它用于瞄准和回光指示，并不用于实际的测量；另一种是波长为1550nill的红外激光，它具有200THz的频率，可以有效减小外界干扰对测量的影响，因此作为测距激光。两种激光经过光耦合变为同轴激光，利用透镜调节装置来调节透镜的位置，实现对激光聚焦距离进行调整，二维回转扫描反光镜将出射激光反射射向不同方向，使得仪器测量范围得到最大扩展，测试变得更加灵活。操作人员可通过仪器内部的CCD摄像机实现对被测目标的实时观测。仪器光路上采用了迈克尔逊的结构，耦合的

8、激光在射出仪器前通过分光镜，一束分光射进一个标准光纤组，光纤组由若干条长度一定的标准光纤组成，通过光纤组的激光就作为参考臂，测量臂激光射向被测物体，激光光束经被测物体上反射回来与光纤参考臂的激光汇聚发生干涉