本文關鍵詞：基于機電耦合的大型反射面天線熱變形指向補償系統(tǒng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著世界各國在天文、通訊及深空探測等多個領域不斷發(fā)展,相關的領域的技術也在飛速的發(fā)展,反射面天線在上述相關領域有著極其重要作用,由于探測距離的不斷變大,對信號收集及發(fā)射的要求不斷增高,反射面天線也朝著大口徑、高工作頻段的方向發(fā)展,這些發(fā)展趨勢使得大型反射面天線需要在設計、制造及安裝時具有很高的精度,除此之外,大型反射面天線在服役期間,其服役性能的保障也是一大研究難點。與此同時,國內外現(xiàn)有的大型反射面天線大多建于各國的邊疆地區(qū),這些地區(qū)的環(huán)境條件惡略,氣候條件較為極端,如何使天線在服役期間,使用各種手段對外界環(huán)境因素對天線造成的電性能下降進行補償,成為一項極具挑戰(zhàn)性的任務。對此,本文分析了熱變形大型反射面天線波束指向的影響,提出了針對天線熱變形的大型反射面天線波束指向補償方法,除此以外,還可以以上述指向補償方法為基礎,對其進行延伸,結合天線各結構的溫度采集、溫度場反演、熱變形計算等,使其成為一套具有實際工程應用價值的系統(tǒng)。本文主要完成的工作如下:(1)分別分析了天線主反射面變形、饋源相位中心的橫向移動、副反射面的橫向移動以及副反射面的轉動對天線波束指向的影響,并給出相關的計算方法。(2)介紹了大型反射面天線熱變形指向補償系統(tǒng)的溫度測量、溫度場反演、熱變形計算等部分,分析了天線溫度傳感器的布局的優(yōu)化,以及在利用少量傳感器的溫度值反演生成整個天線的溫度場時用到的多種不同的溫度插值方法,此外,還對快速計算天線熱變形進行了研究,得到一種快速計算天線熱變形的矩陣算法。(3)由于在計算天線指向偏差時需要對變形主面進行擬合,針對標準反射面天線和賦形反射面天線分別介紹了最小二乘法和分段擬合方法這兩種變形主面的擬合方法;此外,還對包含溫度測量、溫度場反演、熱變形計算、指向調整量計算的整套系統(tǒng)進行了工程驗證。(4)由于大型反射面天線結構巨大,上述指向補償系統(tǒng)在進行計算時,需要較長的時間,而天線因熱變形造成的指向是需要在較短時間內進行調整的,針對該問題,提出利用數(shù)據(jù)庫匹配來實現(xiàn)實時指向調整的目的。此外,還總結了該系統(tǒng)在實際工程應用中存在一些問題,并對其中一些問題提出了改進措施。
【關鍵詞】：大型反射面天線 熱變形 波束指向補償 溫度場反演 機電耦合
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN823.27
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 研究背景和意義16-17
• 1.2 大型反射面天線的發(fā)展17-28
• 1.2.1 國外主要大型反射面天線19-25
• 1.2.2 國內主要大型反射面天線25-28
• 1.3 大型反射面天線補償方法研究現(xiàn)狀28-31
• 1.3.1 機械補償方法28-30
• 1.3.2 電子補償方法30
• 1.3.3 其他補償方法30-31
• 1.4 本文的工作31-32
• 第二章 面天線機電耦合理論及熱變形指向影響分析32-44
• 2.1 反射面天線機電耦合公式32-33
• 2.1.1 單反射面天線兩場耦合模型32
• 2.1.2 雙反射面天線機電耦合模型32-33
• 2.2 反射面天線熱變形對指向影響分析33-37
• 2.2.1 主反射面天線結構變形對指向影響34-35
• 2.2.2 饋源的橫向移動的影響35-36
• 2.2.3 副反射面的移動36-37
• 2.2.4 副反射面繞頂點的轉動37
• 2.3 反射面天線主面母線擬合方法37-42
• 2.3.1 標準反射面天線母線擬合方法37-40
• 2.3.2 賦形反射面天線主面母線擬合方法40-42
• 2.4 本章小結42-44
• 第三章 天線溫度場反演及熱變形計算44-62
• 3.1 溫度傳感器布局優(yōu)化設計44-55
• 3.1.1 面板傳感器布局方案設計45-51
• 3.1.2 背架傳感器布局方案設計51-55
• 3.2 天線溫度場反演插值算法55-57
• 3.2.1 距離反比插值方法55-56
• 3.2.2 Barnes客觀分析方法56-57
• 3.3 反射面天線熱變形分析方法57-60
• 3.3.1 熱變形的有限元計算方法57-58
• 3.3.2 熱變形矩陣算法58-60
• 3.4 本章小結60-62
• 第四章 熱變形指向補償方法及其工程應用62-88
• 4.1 天線指向補償方法62-64
• 4.1.1 天線指向偏差量計算62
• 4.1.2 天線指向補償量計算62-64
• 4.2 指向補償方法算例驗證64-68
• 4.3 指向補償方法工程應用68-79
• 4.3.1 工程背景介紹68-69
• 4.3.2 溫度傳感器布局優(yōu)化69-72
• 4.3.3 溫度場反演計算72-75
• 4.3.4 天線熱變形計算75-77
• 4.3.5 天線補償量計算77-79
• 4.4 指向補償效果分析79-85
• 4.4.1 補償效果理論分析79-84
• 4.4.2 補償效果現(xiàn)場驗證84-85
• 4.5 天線指向實時調整85-88
• 第五章 總結與展望88-90
• 5.1 工作總結88
• 5.2 研究展望88-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-96
• 作者簡介96-97

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