一种天线面形调整方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种天线面形调整方法及系统。本发明专利技术提供的天线面形调整方法及系统，首先对多个所述面板进行分组，获得多个面板组；然后从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组，控制对应的促动器沿法向方向同步同向调整目标面板组中各面板的位置，使远场中心点实时强度达到最邻近极大值。采用同样的方法调整各面板组中面板的位置，逐次修正天线面形，从而有效提高望远镜的观测效率。本发明专利技术通过逐一动作面板组的促动器来实现天线面形的恢复，与远场扫描法相比，能够节省大量时间，也可避免俯仰动作产生的额外重力变形导致的系统误差。

A Method and System of Antenna Surface Adjustment

【技术实现步骤摘要】
一种天线面形调整方法及系统
本专利技术涉及天线反射面形变去除领域，特别是涉及一种天线面形调整方法及系统。
技术介绍
天线在微波通讯和天文观测中具有重要的用途。天文观测中使用的天线一般是金属抛物面结构，其主反射面一般由大量(上千块)小型铝板拼接而成，每个铝板下均有可调整铝板装配位置的装置，用以调整天线主反射面的形状(简称天线面形)。由于重力等因素，天线姿态变化往往伴随着面形的改变，各面板偏离理想位置，微波波束无法完美聚焦，从而导致望远镜观测效率降低。目前很多尺寸巨大的大型抛物面天线都配备了促动器(一种动作迅速，位置精密的直线电机)，用于在测量出天线反射面面形之后再对其进行补偿和校正。促动器系统包括上千台驱动器，可以进行同步控制，这完全可以用作一种测量装置，而不是仅仅作为一种变形补偿装置。为了实现高效天文观测，有必要对天线面形进行测量工作。目前最为常用的测量方法是远场扫描法：待测天线在俯仰和方位上运动，对信标进行网格扫描，采集到完整的远场数据，然后通过傅里叶迭代或参数优化算法求解出天线口径场相位，最后通过光程差计算求出天线的变形分布。然而，这种测量方式涉及大量的扫描点，整个过程非常耗时。而且，后续从强度数据反演出面形分布是逆衍射问题，往往出现病态或者局部收敛问题，很难真正收敛到准确解，使微波波束无法完美聚焦，从而导致望远镜观测效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天线面形调整方法及系统，能够逐次修正天线面形，有效提高望远镜的观测效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种天线面形调整方法，天线对准信号源设置，馈源接收机设置在所述天线的二次焦点处，所述天线包括多个面板，各个所述面板的反射面组成所述天线的主反射面，对应每个所述面板设置有一促动器，所述促动器能够驱动对应的面板在所述面板的法向移动；所述调整方法包括：对多个所述面板进行分组，获得多个面板组，每一面板组包括多个面板；从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组；记录目标面板组的初始位置；控制对应的促动器沿法向方向同步同向调整所述目标面板组中各面板的位置；获取所述馈源接收机接收的远场中心点实时强度；判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，获得第一判断结果；当第一判断结果表示是，则控制促动器将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置；将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组，返回“记录目标面板组的初始位置”。可选的，所述判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，具体包括：根据各远场中心点实时强度绘制中心点强度曲线，所述中心点强度曲线的起点对应目标面板组的初始位置，所述中心点强度曲线的横坐标对应目标面板组的位置，所述中心点强度曲线的纵坐标对应远场中心点强度；判断所述中心点强度曲线的起点与第一极大值点之间是否存在极小值点，获得第二判断结果，所述第一极大值点为距离所述中心点强度曲线的起点最近的极大值点；当第二判断结果表示否，则将第一极大值点确定为最邻近极大值；当第二判断结果表示是，则根据公式：A＝2b-a，确定最邻近极大值，其中，A表示最邻近极大值对应的目标面板组的位置，b表示极小值点对应的目标面板组的位置，a表示第一极大值点对应的目标面板组的位置。可选的，所述将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置之后，还包括：获取远场中心点期望强度；根据所述远场中心点期望强度确定所述远场中心点实时强度是否满足要求，获得第三判断结果；当所述第三判断结果表示是，则结束调整；当所述第三判断结果表示否，则将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组。可选的，所述根据所述远场中心点期望强度确定所述远场中心点实时强度是否满足要求，具体包括：获取远场中心点强度的误差阈值；计算所述远场中心点期望强度与所述远场中心点实时强度的差值，获得实时误差；判断所述实时误差是否小于或者等于所述误差阈值，获得第四判断结果；当所述第四判断结果表示是，则确定所述远场中心点实时强度满足要求；当所述第四判断结果表示否，则确定所述远场中心点实时强度不满足要求。可选的，所述面板组在投影面上的投影为扇形，各扇形的圆心角相等，所述投影面垂直于所述主反射面的轴线。一种天线面形调整系统，天线对准信号源设置，馈源接收机设置在所述天线的二次焦点处，所述天线包括多个面板，各个所述面板的反射面组成所述天线的主反射面，对应每个所述面板设置有一促动器，所述促动器能够驱动对应的面板在所述面板的法向移动；所述调整系统包括：分组模块，用于对多个所述面板进行分组，获得多个面板组，每一面板组包括多个面板；标记模块，用于从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组；记录模块，用于记录目标面板组的初始位置；第一控制模块，用于控制促动器沿法向方向同步同向调整所述目标面板组中各面板的位置；实时强度获取模块，用于获取所述馈源接收机接收的远场中心点实时强度；第一判断模块，用于判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，获得第一判断结果；第二控制模块，用于当第一判断结果表示是时，将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置；目标面板组更新模块，用于将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组。可选的，所述第一判断模块包括：强度曲线判断单元，用于根据各远场中心点实时强度绘制中心点强度曲线，所述中心点强度曲线的起点对应目标面板组的初始位置，所述中心点强度曲线的横坐标对应目标面板组的位置，所述中心点强度曲线的纵坐标对应远场中心点强度；第二判断单元，用于判断所述中心点强度曲线的起点与第一极大值点之间是否存在极小值点，获得第二判断结果，所述第一极大值点为距离所述中心点强度曲线的起点最近的极大值点；最邻近极大值确定单元，用于当第二判断结果表示否时，将第一极大值点确定为最邻近极大值；当第二判断结果表示是时，根据公式：A＝2b-a，确定最邻近极大值，其中，A表示最邻近极大值对应的目标面板组的位置，b表示极小值点对应的目标面板组的位置，a表示第一极大值点对应的目标面板组的位置。可选的，所述调整系统还包括：期望强度获取模块，用于获取远场中心点期望强度；第三判断模块，用于根据所述远场中心点期望强度确定所述远场中心点实时强度是否满足要求，获得第三判断结果；结束模块，用于当所述第三判断结果表示是时，结束调整。可选的，所述第三判断模块包括：误差阈值获取单元，用于获取远场中心点强度的误差阈值；实时误差计算单元，用于计算所述远场中心点期望强度与所述远场中心点实时强度的差值，获得实时误差；第四判断单元，用于判断所述实时误差是否小于或者等于所述误差阈值，获得第四判断结果；第四判断处理单元，用于当所述第四判断结果表示是，则确定所述远场中心点实时强度满足要求；当所述第四判断结果表示否，则确定所述远场中心点实时强度不满足要求。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的天线面形调整方法及系统，首先对多个所述面板进行分组，获得多个面板组；然后从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组，控制对应的促动器沿法向方向同步同向调整目标面板组中各面板的位置，使远场中心点实时强度达到最邻近极大值。采用同样的方法调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线面形调整方法，其特征在于，天线对准信号源设置，馈源接收机设置在所述天线的二次焦点处，所述天线包括多个面板，各个所述面板的反射面组成所述天线的主反射面，对应每个所述面板设置有一促动器，所述促动器能够驱动对应的面板在所述面板的法向移动；所述调整方法包括：对多个所述面板进行分组，获得多个面板组，每一面板组包括多个面板；从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组；记录目标面板组的初始位置；控制对应的促动器沿法向方向同步同向调整所述目标面板组中各面板的位置；获取所述馈源接收机接收的远场中心点实时强度；判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，获得第一判断结果；当第一判断结果表示是，则控制促动器将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置；将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组，返回“记录目标面板组的初始位置”。

【技术特征摘要】
1.一种天线面形调整方法，其特征在于，天线对准信号源设置，馈源接收机设置在所述天线的二次焦点处，所述天线包括多个面板，各个所述面板的反射面组成所述天线的主反射面，对应每个所述面板设置有一促动器，所述促动器能够驱动对应的面板在所述面板的法向移动；所述调整方法包括：对多个所述面板进行分组，获得多个面板组，每一面板组包括多个面板；从多个面板组中选取出一组面板组标记为目标面板组；记录目标面板组的初始位置；控制对应的促动器沿法向方向同步同向调整所述目标面板组中各面板的位置；获取所述馈源接收机接收的远场中心点实时强度；判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，获得第一判断结果；当第一判断结果表示是，则控制促动器将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置；将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组，返回“记录目标面板组的初始位置”。2.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，所述判断所述远场中心点实时强度是否达到最邻近极大值，具体包括：根据各远场中心点实时强度绘制中心点强度曲线，所述中心点强度曲线的起点对应目标面板组的初始位置，所述中心点强度曲线的横坐标对应目标面板组的位置，所述中心点强度曲线的纵坐标对应远场中心点强度；判断所述中心点强度曲线的起点与第一极大值点之间是否存在极小值点，获得第二判断结果，所述第一极大值点为距离所述中心点强度曲线的起点最近的极大值点；当第二判断结果表示否，则将第一极大值点确定为最邻近极大值；当第二判断结果表示是，则根据公式：A＝2b-a，确定最邻近极大值，其中，A表示最邻近极大值对应的目标面板组的位置，b表示极小值点对应的目标面板组的位置，a表示第一极大值点对应的目标面板组的位置。3.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，所述将所述目标面板组中各面板的位置调整为所述最邻近极大值对应的所述目标面板组所在的位置之后，还包括：获取远场中心点期望强度；根据所述远场中心点期望强度确定所述远场中心点实时强度是否满足要求，获得第三判断结果；当所述第三判断结果表示是，则结束调整；当所述第三判断结果表示否，则将目标面板组以外的一个面板组标记为新的目标面板组。4.根据权利要求3所述的调整方法，其特征在于，所述根据所述远场中心点期望强度确定所述远场中心点实时强度是否满足要求，具体包括：获取远场中心点强度的误差阈值；计算所述远场中心点期望强度与所述远场中心点实时强度的差值，获得实时误差；判断所述实时误差是否小于或者等于所述误差阈值，获得第四判断结果；当所述第四判断结果表示是，则确定所述远场中心点实时强度满足要求；当所述第四判断结果表示否，则确定所述远场中心点实时强度不满足要求。5.根据权利要求1所述的调整方法，其特征在于，所述面板组在投影面上的投影为扇形，各扇形的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶骞，金惠良，黄剑辉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31