[發(fā)明專利]一種射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010021337.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111089535B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉騫;黃劍輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 楊媛媛

1.一種射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法，其特征在于，包括：

在射電望遠(yuǎn)鏡天線口徑場內(nèi)選取預(yù)設(shè)大小的窗口；所述窗口位于除所述口徑場中心與邊緣之外的位置中的任意位置；

獲取使所述窗口處口徑場的相位分別產(chǎn)生第一形變量、第二形變量和第三形變量時(shí)射電望遠(yuǎn)鏡天線測量的二維遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布圖，得到第一遠(yuǎn)場幅值分布、第二遠(yuǎn)場幅值分布和第三遠(yuǎn)場幅值分布；所述第一形變量、所述第二形變量和所述第三形變量互不相等；

將所述第一遠(yuǎn)場幅值分布、第二遠(yuǎn)場幅值分布、第三遠(yuǎn)場幅值分布、第一形變量、第二形變量、第三形變量代入如下公式

計(jì)算得到h、hkcosα和hksinα的值；

其中h為未使窗口處口徑場的相位產(chǎn)生形變時(shí)天線的衍射遠(yuǎn)場幅值，k為窗口單獨(dú)產(chǎn)生的遠(yuǎn)場幅值，α為未使窗口處口徑場的相位產(chǎn)生形變時(shí)天線的衍射遠(yuǎn)場相位，t₁為第一形變量，t₂為第二形變量，t₃為第三形變量，第一遠(yuǎn)場幅值分布q(t₁)為在第一形變量下天線的衍射遠(yuǎn)場幅值；第二遠(yuǎn)場幅值分布q(t₂)為在第二形變量下天線的衍射遠(yuǎn)場幅值；第三遠(yuǎn)場幅值分布q(t₃)為在第三形變量下天線的衍射遠(yuǎn)場幅值；

將hkcosα和hksinα代入如下公式

計(jì)算得到α的值；

將h和α代入如下公式

E＝∠F^-1(he^iα).

計(jì)算得到口徑場相位分布E；其中F^-1表示傅立葉逆變換；

根據(jù)所述口徑場相位分布、口徑場坐標(biāo)系的坐標(biāo)、光速、天線反射面焦距、觀測頻率，計(jì)算天線反射面變形分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法，其特征在于，所述獲取使所述窗口處口徑場的相位分別產(chǎn)生第一形變量、第二形變量和第三形變量時(shí)射電望遠(yuǎn)鏡天線測量的二維遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布圖，得到第一遠(yuǎn)場幅值分布、第二遠(yuǎn)場幅值分布和第三遠(yuǎn)場幅值分布，具體包括：

調(diào)整所述窗口正對的反射面區(qū)域沿軸向方向的形變使所述窗口處口徑場的相位產(chǎn)生第一形變量的形變；

獲取在所述第一形變量下射電望遠(yuǎn)鏡天線測量的二維遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布圖，得到第一遠(yuǎn)場幅值分布；

調(diào)整所述窗口正對的反射面區(qū)域沿軸向方向的形變使所述窗口處口徑場的相位產(chǎn)生第二形變量的形變；

獲取在所述第二形變量下射電望遠(yuǎn)鏡天線測量的二維遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布圖，得到第二遠(yuǎn)場幅值分布；

調(diào)整所述窗口正對的反射面區(qū)域沿軸向方向的形變使所述窗口處口徑場的相位產(chǎn)生第三形變量的形變；

獲取在所述第三形變量下射電望遠(yuǎn)鏡天線測量的二維遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布圖，得到第三遠(yuǎn)場幅值分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法，其特征在于，所述窗口的大小滿足所述窗口正對的反射面區(qū)域的面積占整個(gè)反射面總面積的1％～5％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述口徑場相位分布計(jì)算天線反射面變形分布，具體包括：

利用如下公式

計(jì)算天線反射面變形分布；

其中(x,y)為口徑場坐標(biāo)系的坐標(biāo)；δ(x,y)為天線反射面軸向變形分布，c為光速，L為天線反射面焦距，E(x,y)為口徑場相位分布，f為觀測頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射電望遠(yuǎn)鏡天線反射面變形檢測方法，其特征在于，所述第一形變量、所述第二形變量或所述第三形變量等于0。