基于角度传感器的大口径射电望远镜面板实时位置计算方法

随着射电望远镜口径的扩大和工作频率的提升,望远镜结构更加复杂,望远镜效率与指向对结构变形也越来越敏感,采用传统的补偿方法已无法满足望远镜电性能的要求,因此有必要对望远镜主反射面进行主动调整来补偿电性能.但是现有的主动面调整技术并不能很好地满足实时性这一重要指标.为此,本文提出一种基于角度传感器的大口径射电望远镜面板面形实时计算方法,利用角度传感器的读数,快速实时地计算出面板的实际位置,为后续面板主动调整量的计算奠定基础,使电性能达到最优.     

基于等效风场试验的QTT台址风场分布调控技术方案初探

针对高频段大口径全向可动射电望远镜QTT对电性能的高要求,必须降低风扰动对天线的影响.本文分析了QTT台址地形地貌以及风场分布的特点,提出了一种主动降低天线所在区域风速的QTT台址风场分布调控技术方案,进一步搭建了用于QTT台址风场分布调控微缩模型的等效风场试验,通过试验数据分析,确定了QTT风场分布调控技术方案的可行性,并初步给出了经风场调控后,风速显著降低的区域范围以及风速降低的幅度,为QTT台址风场分布的调控提供了技术依据,从而可大大增加射电望远镜的有效观测时间.     

基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。     

基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制

为提高反射面天线电性能,基于机电耦合理论,以增益和第一副瓣为综合控制目标,建立智能反射面天线形状最优控制模型。模型考虑结构强度和作动器性态约束,将作动电压作为被控变量, 通过机电耦合模型将电性能表示为作动电压的函数。以某7.3 m反射面天线为研究对象,同时考虑自重与温度载荷,分别应用所提方法与传统形状最优控制方法进行控制,其中温度载荷由77个温度传感器实测获取。结果表明,基于机电耦合理论的形状最优控制模型在改善天线的电性能方面更加有效。     

基于远场的薄壳式天线罩壁厚修磨量反求方法

复杂的成型工艺使得机载弹载天线罩罩体各处的材料介电常数往往不一致,这将影响带罩天线系统的电性能,需要通过修磨罩壁几何厚度来补偿材料介电常数偏差的影响。提出了一种基于远场的天线罩壁厚修磨量的反求方法,根据带罩天线的远场计算公式,建立了求解罩体各处透射系数的反演模型,然后根据透射系数以及天线罩的外形、厚度等已知信息反求出各处的介电常数值,再按照电厚度一致的原则确定出壁厚修磨量。此外又提出了一种不增加天线罩网格数的近场积分网格细化方法,提高了反演模型的精度。最后对某1.2 m口径正切卵形天线罩进行了数值仿真,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于机电耦合的反射面天线副面位置调整方法

为了更加直接有效地通过调整副面位置来提高双反射面天线的电性能,基于机电耦合思想,建立了副面位置调整量与远场电性能间的直接关系式,分析了副面横向和纵向位置偏差的影响。采用优化方法建立了副面位置调整量优化模型,获得了多个仰角时的副面最佳位置。为实现全仰角范围副面位置的实时调整,对多个仰角副面位置调整参数进行了参数拟合。以26 m天线为对象进行了案例分析,其结果表明采用文章所述方法能够直接有效地获得不同工况时的副面最佳调整参数,并实现电性能的最优化,对天线结构重力变形进行有效地主动补偿。