一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法技术

本发明专利技术公开一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法，对于采用组合面板结构的亚毫米波望远镜，将其调节促动器分为作为主要调节促动器的A类促动器和作为精调促动器的B类促动器；根据权重因子对B类促动器的重要程度进行评估，并以天线效率为优化函数迭代优化B类促动器的控制数量，以最少的促动器数量来获得最佳天线效率；根据照明函数和天线面板面积获取不同情况下的A类促动器权重因子，获取A类促动器故障数量的上限值。本发明专利技术方法可应用于大型高精度天线主反射面的控制模拟和促动器布局优化，从而对整个主反射面的结构及控制系统进行改进和完善。及控制系统进行改进和完善。及控制系统进行改进和完善。

A layout optimization method of main reflector actuator of submillimeter wave telescope antenna

【技术实现步骤摘要】
一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法


[0001]本专利技术属于望远镜主反射面促动器布局领域，具体涉及一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法。

技术介绍

[0002]对于单口径亚毫米波天线而言，为了提高其灵敏度和分辨率，天线口径需求日益增大。但当前大型亚毫米波单天线望远镜口径较小，因此分辨率和灵敏度低，同时大部分亚毫米波的视场也小，大天区巡天能力弱，这导致了亚毫米巡天能力和结果远远落后于其它主要天文波段，是天文领域长期的短板和空白。为了弥补这一空缺，美国CCAT(25m)、日本LST(50m)、欧洲AtLAST(50m)等大口径亚毫米波天线的建设计划应运而生。近年来，我国的亚毫米波研究群体也提出了60米级亚毫米波望远镜的建设，这些亚毫米波大型单天线望远镜具有高灵敏度及大视场快速巡天的优势，与ALMA等大型阵列望远镜优势互补。
[0003]60m亚毫米波天线具有大口径、大视场的特点，工作波长范围0.65～3mm，设计视场直径达到1
°
。由于其工作波段频率高，因此其反射面的面型精度要求优于30μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法，所述亚毫米波望远镜的天线面板由若干组合面板拼接而成，每块组合面板又由多个小面板拼接而成，小面板和组合面板的位置分别通过促动器进行独立调节，其特征在于，包括以下步骤：S1、将用于天线主反射面调节的促动器分为A类促动器和B类促动器，A类促动器作为主要调节促动器安装于组合面板的四个角点，与背架相连接，B类促动器作为精调促动器安装于小面板的四个角点，相邻小面板公用同一B类促动器；S2、采用温度载荷调节促动器位移的方法，计算各天顶角下各A类促动器的顶点位移；S3、对A类促动器的顶点位移施加误差扰动，计算误差扰动施加前后主反射面的RMS精度，同时输出各天顶角下各B类促动器顶点到保型面对应点的位移；S4、利用亚毫米波望远镜的口径照明函数和B类促动器的位移构建权重因子，利用权重因子评估各B类促动器的重要程度；S5、建立亚毫米波天文望远镜的有限元模型，将B类促动器按重要程度排序后分为若干组，并将B类促动器的位移值等效为温度载荷，按重要程度逐组输入有限元模型中，分别计算每组输入后的主反射面的RMS精度和天线效率；S6、将各天顶角下的天线效率均值作为优化目标，将B类促动器的数量作为优化变量，以天线效率均值的变化率为约束条件，迭代获取B类促动器的控制数量；S7、随机挑选M个A类促动器假设其位移出现误差，M由小到大逐个增加，计算不同天顶角下主反射面的RMS精度，获取满足主反射面精度要求的A类促动器的最大故障个数。2.如权利要求1所述的一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法，其特征在于，以主反射面的中心顶点为原点建立空间直角坐标系，由主反射面上的所有节点到保型面对应点的位移计算主反射面的RMS精度：其中，f为主反射面的焦距，c为主反射面顶点的Z轴坐标值，d
i
表示坐标为(x
i
,y
i
,z
i
)的第i个节点到保型面上对应点的位移，N为主反射面上的节点总数。3.如权利要求1所述的一种亚毫米波望远镜天线主反射面促动器的布局优化方法，其特征在于，S4中，第n个B类促动器的权重因子W
B
(n,x
n
,y
n
)计算如下：其中，e1和e2分别为天顶角的最小值和最大值，(x
n
,y
n
)为第n个B类促动器的促动器杆投影点在主反射面坐标系上的坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：高婧婧，王海仁，左营喜，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：