【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线
，具体是一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，可用于快速计算面向赋形面的大型抛物面天线主动面板促动器的最佳调整量，从而实现大型抛物面天线两种工作模式下的面型精准转换功能，具有重要的学术意义和工程应用价值。
技术介绍
大型抛物面天线在射电天文、雷达、通讯和太空探测等领域有着广泛应用，随着大型面天线的广泛应用，不同的系统对面天线提出了不同的特殊要求，这些要求同时也推动了面天线技术的不断向前发展。大型面天线具有高增益、窄波束特点，目前国内外已建成或在筹建的大型射电望远镜中，反射面表面最常见的是抛物面形状，随着一部天线工作环境的复杂化和工作模式的多样化，不同功能对大型天线提出了不同的型面要求，天线设计者逐渐开始采用了赋形表面设计。赋形反射面天线就是对天线反射面进行赋形，通过优化反射面的形状来提高一定区域的有效辐射，并减少对区域外的辐射干扰，达到辐射覆盖区域的高增益、高隔离度、低副瓣等设计要求。例如于2011年建成的意大利撒丁岛射电望远镜，为了满足天线不同频段的高工作性能要求，结合主动面板调整技术，不仅能主动调整面板位置以补偿电性能，还能实现其反射面表面在赋形面与抛物面之间的面型转换功能，从而天线灵活地观测在不同焦点上。近年来，大型天线反射面的赋形与主动调整逐渐成为了研究热点，研究内容主要集中在应用PO、GO和高斯波束法对赋形反射面进行重构与设计方法，以及主动调整主面面板、调整馈源或副面到匹配位置从而补偿天线电性能的方法。在已有的一些相关研究中，例如冷国俊等的《赋形卡氏天线主面变形的副面实时补偿》中，采用了分段拟合方...
【技术保护点】
一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，其特征在于，包括如下过程：(1)根据大型抛物面天线的结构参数及材料属性，确定天线结构模型和促动器支撑节点；(2)根据天线设计与工作要求，大型抛物面天线的单块面板为抛物面，天线初始整体反射面也为抛物面，确定天线抛物面的标准方程；并根据天线设计与工作要求，调整后的天线整体反射面为赋形面，确定天线赋形面的拟合方程；(3)根据天线结构模型，提取反射面所有主动面板的节点信息；(4)根据反射面所有主动面板的节点信息，提取第e块主动面板的节点信息，基于最小二乘原理，计算与赋形面拟合均方根误差最小的目标曲面方程；(5)确定主动面板与目标曲面的对应节点，并根据促动器支撑节点和主动面板与目标曲面的对应节点，计算促动器调整量；(6)判断是否所有主动面板的促动器调整量都计算完毕，若是，转至步骤(7)；若否，令e＝e+1，转至步骤(4)；(7)根据所有主动面板的促动器调整量，计算调整后整体反射面相对于赋形面的所有节点的轴向误差；(8)基于机电耦合模型，计算天线增益，并根据大型抛物面天线的性能要求，判断天线增益是否满足要求，若满足，输出最佳促动器调整量，...
【技术特征摘要】
1.一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，其特征在于，包括如下过程：(1)根据大型抛物面天线的结构参数及材料属性，确定天线结构模型和促动器支撑节点；(2)根据天线设计与工作要求，大型抛物面天线的单块面板为抛物面，天线初始整体反射面也为抛物面，确定天线抛物面的标准方程；并根据天线设计与工作要求，调整后的天线整体反射面为赋形面，确定天线赋形面的拟合方程；(3)根据天线结构模型，提取反射面所有主动面板的节点信息；(4)根据反射面所有主动面板的节点信息，提取第e块主动面板的节点信息，基于最小二乘原理，计算与赋形面拟合均方根误差最小的目标曲面方程；(5)确定主动面板与目标曲面的对应节点，并根据促动器支撑节点和主动面板与目标曲面的对应节点，计算促动器调整量；(6)判断是否所有主动面板的促动器调整量都计算完毕，若是，转至步骤(7)；若否，令e＝e+1，转至步骤(4)；(7)根据所有主动面板的促动器调整量，计算调整后整体反射面相对于赋形面的所有节点的轴向误差；(8)基于机电耦合模型，计算天线增益，并根据大型抛物面天线的性能要求，判断天线增益是否满足要求，若满足，输出最佳促动器调整量，若不满足，改变促动器位置，更新天线模型，转至步骤(3)。2.根据权利要求1所述的一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，其特征在于，步骤(1)中，所述大型抛物面天线的结构参数包括反射面口径和焦距；所述大型抛物面天线的材料属性包括天线背架材料和反射面面板材料的密度和弹性模量。3.根据权利要求1所述的一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，其特征在于，步骤(2)按如下过程进行：(2a)根据天线设计与工作要求，天线初始整体反射面为抛物面，其标准方程为： z = x 2 + y 2 4 f ]]>其中，f为焦距；x、y、z为抛物面上任一节点的坐标值；(2b)根据天线设计与工作要求，调整后的天线整体反射面为赋形面，其拟合方程为： z s = x s 2 + y s 2 4 f - f + λ z 1 ( x , y , n , m ) x = ( x s - H + a ) / a y = y s / b ]]>其中Ms(xs,ys,zs)表示赋形面上一点坐标，a、b分别为天线反射面的投影口径A上沿X、Y轴的半轴长，H为馈源到口径面中心的距离，H-a为馈源偏置距离，z1(x,y,n,m)为Zernike多项式表示的函数，可表示为： z 1 ( t , ψ ) = Σ n = 0 N Σ m = 0 M [ C m n c o s ( m ψ ) + D m n s i n ( m ψ ) ] R n m ( t ) ]]>其中t、ψ设为口径面上的参数，分别表示单位圆域径向半径和径向夹角，则口径面上点极坐标可表示为0≤t≤1、0≤ψ≤2π，(u0,v0)为赋形面投影中心点的坐标；n、m表示Zernike多项式的阶数，为非负整数；Cmn、Dmn为赋形面的特征系数，为径向多项式。4.根据权利要求1所述的一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，其特征在于，步骤(4)按如下过程进行：(4a)基于天线结构模型，提取抛物面上第e块主动面板的所有节点信息，有W个采样节点(xi,yi,zi)，沿其轴向对应赋形面上的节点为(xi,yi,zi')，假设Ma(x0,y0,za)为调整后的主动面板上W个采样节点之一，过Ma点沿轴向对应赋形面上节点Ms(x0,y0,zs′)，对应初始抛物面上节点M0(x0,y0,z0)，利用Ms与Ma的轴向误差，根据最小二乘原理，来构造方程组A·β＝H， A = Σ i = 1 W x i 2 2 f Σ x i y i 2 f - Σ x i - Σ x i y i Σ x i 2 Σ i = 1 W x i y i 2 f Σ y i 2 2 f - Σ y i - Σ y i 2 - Σ x i y i Σ i = 1 W x i 2 f Σ y i 2 f - W - Σ y i Σ x i , ]]>β＝(Δx Δy Δz φx φy)T， H = Σ i = 1 W ( ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王从思，肖岚，项斌斌，王伟，许谦，保宏，蒋力，王娜，李申，米建伟，朱敏波，王浩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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