大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线技术

本发明专利技术属于雷达天线技术领域，公开了一种大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线；建立三个右手坐标系；根据大型反射面天线结构参数和材料属性建立有限元模型；在坐标系中，根据仿真模型，建立主反射面全工况指向偏差测量模型；建立4对称点加速度计优化布局模型；根据优化出的测量点数量和位置，在主反射面上布置加速度计，进行测量和指向误差重构。本发明专利技术选择加速度传感器作为测量传感器，其具有体积小、无需测量参考点，对于天线结构影响小；精度高，高精度的加速度计得到微米级位移测量精度，满足反射面天线形面精度测量要求等优点。

【技术实现步骤摘要】
大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线
本专利技术属于雷达天线
，尤其涉及一种大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：大型反射面天线具有增益高、波束窄等特点，在卫星通信、深空探测、电子对抗以及导航等领域应用广泛。为了提高探测分辨率，其工作频段逐步提高，这就对其指向精度提出了比较高的要求。德国100米口径反射面天线，当其工作频率达到95GHz时，对指向精度的要求为10角秒；我国拟在新疆奇台县建造110m口径大型射电望远镜，该天线需满足盲扫精度优于5角秒、可重复精度优于2.5角秒的指向精度要求。主反射面具有大尺寸、低刚度的结构特性，这使得天线主反射面在自身重力和环境因素如温度、风扰的影响下容易产生变形，进而产生较大指向偏差。其中，重力可通过结构设计进行补偿；温度是缓变因素，可通过相关查表法进行补偿；而风扰则是时变和随机的，难以进行预测和实时地补偿。且在天线运行过程中，传统的测量方法只能通过编码器获取转轴处的指向偏差，无法捕获由于主反射面振动变形产生的指向偏差。然而国内外先进的反射面形面变形测量方法，例如的激光跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法包括：第一步，建立三个右手坐标系，第一个坐标系建立在天线底座中心，为全局坐标系；第二坐标系建立在反射面的顶点处，描述天线方位运动；第三个坐标系建立在反射面的顶点处，描述反射体变形和俯仰运动；第二步，根据大型反射面天线结构参数和材料属性建立有限元模型；根据风场特性建立大型反射面天线风场分析模型；第三步，在坐标系中，根据仿真模型，建立主反射面全工况指向偏差测量模型，以最佳拟合抛物面理论和频域积分法为基础，建立测量点的加速度，位置，数量与指向偏差的关系；第四步，基于全工况指向偏差测量模型基础上，...

【技术特征摘要】
1.一种大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法包括：第一步，建立三个右手坐标系，第一个坐标系建立在天线底座中心，为全局坐标系；第二坐标系建立在反射面的顶点处，描述天线方位运动；第三个坐标系建立在反射面的顶点处，描述反射体变形和俯仰运动；第二步，根据大型反射面天线结构参数和材料属性建立有限元模型；根据风场特性建立大型反射面天线风场分析模型；第三步，在坐标系中，根据仿真模型，建立主反射面全工况指向偏差测量模型，以最佳拟合抛物面理论和频域积分法为基础，建立测量点的加速度，位置，数量与指向偏差的关系；第四步，基于全工况指向偏差测量模型基础上，建立4对称点加速度计优化布局模型；通过遗传算法求解这一多变量、离散、非线性模型，从成千上万的结构节点中选出较少测量点；第五步，根据优化出的测量点数量和位置，在主反射面上布置加速度计，进行测量和指向误差重构。2.如权利要求1所述的大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述第三步包括以下步骤：(1)引入模态叠加法建立天线结构振动变形的分析模型：(2)全工况指向偏差分析模型：将RST坐标系中的加速度转换到UVW坐标系；[aUaVaW[1]]＝[aRaSaT[1]]RT(Am)RY(-(90°-Em))；式中，RT,RY分别是绕着T和Y的旋转矩阵；然后根据求出在UVW坐标系中主反射面指向偏差加速度通过FFT转换到频域A(h)：N为采样点数，k为时间步；为了克服积分常量产生的漂移，采取低频截断滤波，接着通过频域积分得到θ(h)：式中，fS为采样率；通过IFFT将θ(h)转换到时域：得到分别通过俯仰轴，方位轴补偿的指向偏差ΔE，ΔA：3.如权利要求1所述的大型反射面天线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁威，黄进，张洁，梁煜，
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