一種直升機超短波天線方向圖飛行測試方法與流程
2023-05-30 08:10:31
本技術發明涉及直升機通信系統試飛，屬通信系統試飛領域，涉及一種直升機超短波天線方向圖飛行測試方法。
背景技術：
：在環繞天線的球體空間上的每一個截面上的場強分布圖就叫做天線方向圖。天線方向圖的形狀取決於天線的形狀及其安裝面的形狀和材料。由於飛機複雜的幾何形狀導致的直射波與反射波之間幹涉，而且機體表面材料的影響尚無法準確計算，精確預測天線方向圖是不可能的。在地面測量中，由於地球表面的反射作用，以及模型製作精確度的影響，地面測量的方向圖也與飛機實際飛行狀態下的方向圖有一定差異。因此，必須通過飛行測量才能獲得較為真實的機載天線方向圖。對於固定翼飛機而言，通常的做法是讓載機在等場強區做梅花瓣飛行，並在固定間隔的不同航向上發送載波信號，同時試驗人員在地面用經過校準的場強測量設備連接高增益天線對機載電臺發送的載波信號進行接收和測量，並根據結果繪製方向圖。但對於直升機而言，其飛行速度、高度不能與固定翼飛機相提並論，因此要飛到一百多公裡以外的等場強區域，並在四、五千米的高度上進行梅花瓣飛行，其效率可想而知。考慮到直升機有其獨特的飛行性能，可以低空懸停，所以直升機可以通過在不同航向下進行懸停並完成載波的發送，以達到天線方向圖測試的目的，類似於地面的自由空間測試場測試方法。在某型武裝直升機超短波天線方向圖試飛中就曾採用了懸停法完成直升機天線方向圖試飛，試飛效率大大提高。但是，懸停法要求被試直升機在距離場強測試點4公裡到5公裡處，進行高度100米的懸停飛行，這對於大型直升機而言(特別是大重量時)，由於發動機剩餘功率不足的原因，其懸停性能無法滿足在此高度長時間懸停的要求，所以懸停法對此類直升機而言不適用，需要提出一種新的適用於大型直升機超短波天線方向圖的飛行測試方法。技術實現要素：本發明提供了一種直升機超短波天線方向圖飛行測試方法。技術方案包括如下步驟：步驟一、校準數據獲取被試直升機從機場起飛，爬升至場高1000米，飛行至距場強測試點30公裡處；之後，被試直升機從第一點(A)水平飛向第二點(B)，第一點距離第二點30公裡，且在飛行中使 用超短波電臺間隔發射載波，所述的間隔為5秒，每次載波發送保持時間為2秒，地面場強測試點每次收到載波信號後記錄水平飛行的原始場強值；步驟二、飛行試驗所述直升機以第三點(C)為圓心，做半徑5公裡的盤旋飛行，第三點為第一點和第二點連線的中點，盤旋飛行期間，所述的直升機通過超短波電臺在預定頻率上，航向每變化10度到15度發射一次載波，每次載波發送保持時間為2秒，且在每次發送載波前向地面報告載機真航向；期間地面場強測試點每次收到載波信號後記錄盤旋飛行的原始場強值、北京時間以及載機真航向數據；步驟三、數據處理獲得原始距離序列，所述的距離序列為載機飛行期間，每次發射載波時載機到場強測試點的距離值的集合，該距離值依據機載數據記錄器記錄的載機位置信息以及已知的場強測試點的位置信息計算得到；所述的原始距離序列包括水平飛行的原始距離序列以及盤旋飛行的原始距離序列；獲得原始場強序列，所述的原始場強序列為載機飛行期間，每次發射載波時場強測試點記錄的場強值的集合；所述的原始場強序列包括水平飛行的原始場強序列以及盤旋飛行的原始場強序列E[n]；1)根據記錄的多組水平飛行的原始場強序列以及對應的原始距離序列，整理出第一樣本數據，所述的第一樣本數據包括水平飛行的原始場強和距離；2)採用曲線擬合方法對獲得的第一樣本數據進行數據擬合，並得到擬合後的「距離-場強」關係曲線，並依據該曲線進一步計算得到30公裡處對應的場強值E30；3)根據盤旋飛行的距離序列以及所述的「距離-場強」關係曲線得到對應的盤旋擬合場強序列E1[n]；4)獲得場強修正序列E2[n]，其中：場強修正序列E2[n]＝盤旋擬合場強序列E1[n]-30公裡處對應的場強值E30；5)獲得目標場強序列E3[n]，其中：目標場強序列E3[n]＝盤旋飛行的原始場強序列E[n]-場強修正序列E2[n]，由所述的目標場強序列E3[n]得到超短波天線方向圖。進一步，步驟二中，盤旋飛行期間，直升機滾轉角約為3°。技術效果在某型直升機天線方向圖試飛中，採用了所述的飛行方法和數據處理方法。通過使用所述的距離/場強修正算法，在試飛中利用當架次獲得的「距離-場強」校驗數據對當架次的試飛數據進行距離修正，科學嚴謹的解決了「距離-場強」關係時變且難以準確預測的難題，並 最終成功利用4架次圓滿完成了該機超短波天線方向圖試飛。節約試飛架次66％，試飛周期縮短了15天以上。附圖說明圖1為大型直升機超短波天線方向圖試飛示意圖；圖2為測試方向圖。具體實施方式以某直升機超短波天線方向圖為例說明本專利的具體實施方式如下：直升機按照本文所述的方法獲取校準數據和飛行測試數據。所選擇的位置點如表1所示。包括如下步驟：步驟一、校準數據獲取被試直升機從機場起飛，爬升至場高1000米，飛行至距場強測試點30公裡處；之後，被試直升機從第一點(A)水平飛向第二點(B)，第一點距離第二點30公裡，且在飛行中使用超短波電臺間隔發射載波，所述的間隔為5秒，每次載波發送保持時間為2秒，地面場強測試點每次收到載波信號後記錄水平飛行的原始場強值；步驟二、飛行試驗所述直升機以第三點(C)為圓心，做半徑5公裡的盤旋飛行，第三點為第一點和第二點連線的中點，盤旋飛行期間，所述的直升機通過超短波電臺在預定頻率上，航向每變化10度到15度發射一次載波，每次載波發送保持時間為2秒，且在每次發送載波前向地面報告載機真航向；期間地面場強測試點每次收到載波信號後記錄盤旋飛行的原始場強值、北京時間以及載機真航向數據；步驟三、數據處理獲得原始距離序列，所述的距離序列為載機飛行期間，每次發射載波時載機到場強測試點的距離值的集合，該距離值依據機載數據記錄器記錄的載機位置信息以及已知的場強測試點的位置信息計算得到；所述的原始距離序列包括水平飛行的原始距離序列以及盤旋飛行的原始距離序列；獲得原始場強序列，所述的原始場強序列為載機飛行期間，每次發射載波時場強測試點記錄的場強值的集合；所述的原始場強序列包括水平飛行的原始場強序列以及盤旋飛行的原始場強序列E[n]；1)根據記錄的多組水平飛行的原始場強序列以及對應的原始距離序列，整理出第一樣本數據，所述的第一樣本數據包括水平飛行的原始場強和距離；2)採用曲線擬合方法對獲得的第一樣本數據進行數據擬合，並得到擬合後的「距離-場強」關係曲線，並依據該曲線進一步計算得到30公裡處對應的場強值E30；3)根據盤旋飛行的距離序列以及所述的「距離-場強」關係曲線得到對應的盤旋擬合場強序列E1[n]；4)獲得場強修正序列E2[n]，其中：場強修正序列E2[n]＝盤旋擬合場強序列E1[n]-30公裡處對應的場強值E30；5)獲得目標場強序列E3[n]，其中：目標場強序列E3[n]＝盤旋飛行的原始場強序列E[n]-場強修正序列E2[n]，由所述的目標場強序列E3[n]得到超短波天線方向圖。進一步，步驟二中，盤旋飛行期間，直升機滾轉角約為3°。表1位置點數據本次測試所選用的場強測量設備為：安捷倫E4440頻譜儀，測試頻率為116.35MHz，最終所獲得的目標場強序列E3[n]如表2所示，得到的超短波天線方向圖見圖2。表2目標場強序列E3[n]序號相對方位(度)相對電平(分貝)110.5055334-10.5231.7354181-1.3345.4995905-1.4461.8176416-2.3579.8010514-2.5694.6144598-2.97103.3659410-5.88128.9195949-1.59137.5011351-0.910154.3997684-1.311185.3374754-2.212197.2874048-2.413213.5963457-6.514225.11844650.0(-68.84dBm)15243.7394466-1.016254.4123308-1.517270.7456511-4.818285.4046194-4.519302.8791991-5.0當前第1頁1 2 3