大型赋形面天线面型切换研究

发布时间：2020-04-29 23:45

【摘要】：大型赋形面天线因其在目标辐射区域高增益、高隔离性、低副瓣等显著特点,使它在复杂工作环境和特定区域边界目标探测中具有独特的性能优势。大型赋形面天线在大口径高频段发展趋势下对反射面的面型精度要求越来越严苛,并且赋形面天线对目标区域辐射电性能受反射面型面、目标区域形状以及天线工作频率等因素影响巨大,因此必须采用不同赋形面面型使天线工作在不同工作模式下保证天线服役电性能。为确保大型赋形面天线能够在不同工作模式下时采用不同天线面型,不同工作模式下的赋形面天线面型精确切换显得尤为迫切和重要。为此本文针对大型赋形面天线面型精确切换课题做以研究,完成的研究内容具体如下:(1)对大型赋形面天线不同面型精确切换研究思路方法进行分析,确定面型切换调整过程中的亟待解决的两个关键技术问题:赋形面天线型面精确重构以及不同面型相互精确切换时促动器伸缩调整量计算。首先针对型面精确重构方法查阅大量相关科研文献,对已有的赋形面天线型面重构方法(波前法、口面场优化法、直接展开重构法等)以及型面重构优化算法进行总结,对比不同型面重构方法的特点以及适用性,最终得到大型赋形面天线型面精确重构的最优方法。(2)确定基于LSM和Zernike多项式的大型赋形面天线型面精确重构方法,给出了型面精确重构方法的基本思路、具体步骤以及推导公式,并采用LSM和公式法两种重构方法分别对8米和110米赋形面天线型面精确重构进行实例验证,检验该方法得到重构方程的正确性并得到了满足重构精度要求的赋形面天线型面重构方程,为下一步赋形面天线面型精确切换做出铺垫。(3)研究大型赋形面天线面型精确切换过程中促动器伸缩调整量的确定方法。以大型赋形反射面天线由赋形面面型切换调整至抛物面面型为具体研究对象,以最佳拟合抛物面为赋形面天线型面等效参考面,确定促动器的面板支撑节点位置,结合促动器伸缩调整距离最小化,计算赋形面天线面型由最佳拟合抛物面通过空间转换调整到目标抛物面所在位置过程中促动器调整量。基于机电耦合理论,验证面型切换后的赋形面天线远场辐射方向图是否满足电性能要求,最后通过110米赋形面天线面向抛物面面型切换实例来验证该精确切换方法的正确性。(4)基于C++Builder软件和MATLAB对大型赋形面天线型面重构方程确定与面型切换调整编写软件计算平台,得到准确性与计算高效性兼备的赋形面天线计算软件。对天线型面重构与面型切换调整两部分工作所用算法进行模块化,简化计算流程,通过可视化界面完成赋形面天线型面重构与面型切换调整过程,计算相关参数并保存计算结果,可服务于赋形面天线在实际服役过程中的工程应用需求,提高操作效率。当今大型赋形面天线具有大口径、多频段、多目标的发展迫切需要与复杂服役环境的工作要求,型面精确重构与面型精确切换调整作为大型赋形面天线在不同工作模式下能够具备高品质远场辐射性能的重要保障和必要手段,在大型赋形面天线服役过程中具有极大的参考意义和应用价值。
【图文】：

天线,美国,指向精度,天线口径

表 1.1 采用主动面技术的国内外典型射电天线口径/m 重量/t工作频率/GHz面板精度/mm指向精度/”工作时100*110 7856 0.1-116 0.24 1.5 200050 800 75-350 0.075 1.08 200837 340 85-115 0.1 3.6 201025 / / 0.01 2 / 100 3200 0.395-95 1 10 197264 3000 0.3-115 0.15 5 201165 2640 1.25-46 0.3 3 2012500馈源舱300.7-3 1-2 4 2016110 6000 0.15-115 0.2 2.5计划20250m

墨西哥,天线,主面,恒星形成

墨西哥 Large Millimeter Telescope 50m 天线（来源于ter Telescope 作为世界上最大的单孔射电望远镜火山顶部。是为观察波长在 0.85 到 4 毫米之间质中被尘埃遮蔽的区域，，从而增加对恒星形成计，由 180 个分段形成的直径 50 米的反射面主面，主面 RMS 为 55μm。rg 100m
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN820

【参考文献】