一种超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法技术

本发明专利技术涉及一种超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，针对射电望远镜由于其大口径导致的顶端与低端的天线刚度及风速差异，对射电望远镜反射面及风速梯度进行分区，求得各反射面分区受到的风力及风力矩大小，进而累加求和得到反射面总的平均风载荷。本发明专利技术的平均风载荷计算方法，根据射电望远镜反射面具有高度对称性的特性及风具有随高度增加而变大的规律对射电望远镜反射面及风速梯度进行分区，分别求出各个分区的风载荷然后求和，得到射电望远镜反射面受到的平均风载荷，可有效提高平均风载荷计算精度，为研究风载荷对射电望远镜影响、射电望远镜抗风扰结构设计及抗风扰伺服控制设计提供支撑。设计及抗风扰伺服控制设计提供支撑。设计及抗风扰伺服控制设计提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法


[0001]本专利技术属于射电望远镜
，具体涉及一种超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法。

技术介绍

[0002]随着射电望远镜技术的发展，人们对于射电望远镜能够“看的清”、“看的准”、“看的稳”的需求愈发强烈，因此大口径、高精度、高增益成为射电望远镜发展的必然趋势。
[0003]随着射电望远镜的口径不断增大，对其指向精度提出了更高的要求。指向精度易受到诸如阵风及重力，冰雪等载荷扰动，导致天线“指不准”、“指不稳”。随着天线口径的增大，其迎风面积与结构柔性增大，导致风扰动对其影响影响更加显著。工程人员采取多种措施以克服风载荷的影响。其一，Parke射电望远镜通过将天线碟面设计成网状结构以减小迎风阻力，却限制其工作频段在减低范围；其二，LMT射电望远镜通过增加天线碟面反射面及天线重量以减小振荡，但导致其重力载荷增大；其三，GBT射电望远镜通过安装促动器补偿反射面变形，但安装促动器价格昂贵且易损坏；其四、青海德令哈射电望远镜通过安装天线罩以隔绝风的干扰，但会对减小天线增益，价格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，包括：步骤1：确定射电望远镜的结构参数及工况；步骤2：根据所述结构参数及工况，得到所述射电望远镜的反射面等效口径中心到地面高度；步骤3：根据台址的风场分布，确定风速梯度并进行风速梯度划分；步骤4：根据所述风速梯度对所述射电望远镜的反射面在垂直方向的投影圆面进行均匀划分；步骤5：根据所述风速梯度对所述射电望远镜的反射面进行环状划分；步骤6：根据所述投影圆面的划分结果以及所述射电望远镜的反射面环状划分结果，实现对所述射电望远镜的反射面的分区，并对每个子区域进行编号；步骤7：根据形状特征对所述子区域进行分类，计算得到每个所述子区域的比例系数；步骤8：根据所述子区域的比例系数和每个子区域与所述射电望远镜的反射面的中心距离，计算得到每个子区域对应的风力和风力矩；步骤9：根据每个子区域对应的风力和风力矩，计算得到射电望远镜反射面受到的平均风载荷。2.根据权利要求1所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述射电望远镜的结构参数包括：射电望远镜的反射面的焦径比、反射面的口径面积和口径直径、反射面的中心到地面的距离；所述射电望远镜的工况包括天线俯仰角度。3.根据权利要求1所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述射电望远镜的反射面等效口径中心到地面高度按照下式计算得到：h＝Psinθ+h0；式中，h表示射电望远镜的反射面等效口径中心到地面高度，h0表示反射面的中心到地面的距离，P表示反射面的焦距，θ表示天线俯仰角度。4.根据权利要求1所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述步骤3包括：根据台址的地形和气候，确定台址的地形类型；根据台址的地形类型以及实测风速数据，确定风速梯度并进行风速梯度划分。5.根据权利要求1所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述步骤4包括：利用所述投影圆面的直径，将所述投影圆面分为上下对称的两个半圆面；按照单位长度r对所述两个半圆面分别进行均匀划分，其中，rcosθ＝z，z表示风速梯度，θ表示天线俯仰角度。6.根据权利要求5所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述步骤5包括：从所述射电望远镜的反射面的中心由内到外，对所述射电望远镜的反射面进行环状划分，其中，最内层的圆的半径为风速梯度，相邻两个圆形成的圆环的宽度为风速梯度。7.根据权利要求6所述的超大口径射电望远镜反射面的平均风载荷计算方法，其特征在于，所述步骤6包括：根据所述投影圆面的上部半圆面的划分结果，从下到上对划分区域按照m＝1,2,
…
,n
依次进行编号；根据所述投影圆面的下部半圆面的划分结果，从上到下对划分区域按照m＝
‑
1,
‑
2,
…

【专利技术属性】
技术研发人员：王从思，余佳恒，孙轶，薛松，栾天，连培园，王文娟，韩宝庆，许谦，赵武林，李帅，侯宇琪，朱学利，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：