基于機電耦合的大型反射面天線熱變形指向補償系統(tǒng).pdf

1、隨著世界各國在天文、通訊及深空探測等多個領(lǐng)域不斷發(fā)展，相關(guān)的領(lǐng)域的技術(shù)也在飛速的發(fā)展，反射面天線在上述相關(guān)領(lǐng)域有著極其重要作用，由于探測距離的不斷變大，對信號收集及發(fā)射的要求不斷增高，反射面天線也朝著大口徑、高工作頻段的方向發(fā)展，這些發(fā)展趨勢使得大型反射面天線需要在設(shè)計、制造及安裝時具有很高的精度，除此之外，大型反射面天線在服役期間，其服役性能的保障也是一大研究難點。與此同時，國內(nèi)外現(xiàn)有的大型反射面天線大多建于各國的邊疆地區(qū)，這些地區(qū)的

2、環(huán)境條件惡略，氣候條件較為極端，如何使天線在服役期間，使用各種手段對外界環(huán)境因素對天線造成的電性能下降進(jìn)行補償，成為一項極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。對此，本文分析了熱變形大型反射面天線波束指向的影響，提出了針對天線熱變形的大型反射面天線波束指向補償方法，除此以外，還可以以上述指向補償方法為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行延伸，結(jié)合天線各結(jié)構(gòu)的溫度采集、溫度場反演、熱變形計算等，使其成為一套具有實際工程應(yīng)用價值的系統(tǒng)。本文主要完成的工作如下：
　　（1）分別分

3、析了天線主反射面變形、饋源相位中心的橫向移動、副反射面的橫向移動以及副反射面的轉(zhuǎn)動對天線波束指向的影響，并給出相關(guān)的計算方法。
　　（2）介紹了大型反射面天線熱變形指向補償系統(tǒng)的溫度測量、溫度場反演、熱變形計算等部分，分析了天線溫度傳感器的布局的優(yōu)化，以及在利用少量傳感器的溫度值反演生成整個天線的溫度場時用到的多種不同的溫度插值方法，此外，還對快速計算天線熱變形進(jìn)行了研究，得到一種快速計算天線熱變形的矩陣算法。
　?。?）由

4、于在計算天線指向偏差時需要對變形主面進(jìn)行擬合，針對標(biāo)準(zhǔn)反射面天線和賦形反射面天線分別介紹了最小二乘法和分段擬合方法這兩種變形主面的擬合方法；此外，還對包含溫度測量、溫度場反演、熱變形計算、指向調(diào)整量計算的整套系統(tǒng)進(jìn)行了工程驗證。
　?。?）由于大型反射面天線結(jié)構(gòu)巨大，上述指向補償系統(tǒng)在進(jìn)行計算時，需要較長的時間，而天線因熱變形造成的指向是需要在較短時間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整的，針對該問題，提出利用數(shù)據(jù)庫匹配來實現(xiàn)實時指向調(diào)整的目的。此外，還總