【摘要】：大型賦形面天線因其在目標(biāo)輻射區(qū)域高增益、高隔離性、低副瓣等顯著特點,使它在復(fù)雜工作環(huán)境和特定區(qū)域邊界目標(biāo)探測中具有獨特的性能優(yōu)勢。大型賦形面天線在大口徑高頻段發(fā)展趨勢下對反射面的面型精度要求越來越嚴(yán)苛,并且賦形面天線對目標(biāo)區(qū)域輻射電性能受反射面型面、目標(biāo)區(qū)域形狀以及天線工作頻率等因素影響巨大,因此必須采用不同賦形面面型使天線工作在不同工作模式下保證天線服役電性能。為確保大型賦形面天線能夠在不同工作模式下時采用不同天線面型,不同工作模式下的賦形面天線面型精確切換顯得尤為迫切和重要。為此本文針對大型賦形面天線面型精確切換課題做以研究,完成的研究內(nèi)容具體如下:(1)對大型賦形面天線不同面型精確切換研究思路方法進(jìn)行分析,確定面型切換調(diào)整過程中的亟待解決的兩個關(guān)鍵技術(shù)問題:賦形面天線型面精確重構(gòu)以及不同面型相互精確切換時促動器伸縮調(diào)整量計算。首先針對型面精確重構(gòu)方法查閱大量相關(guān)科研文獻(xiàn),對已有的賦形面天線型面重構(gòu)方法(波前法、口面場優(yōu)化法、直接展開重構(gòu)法等)以及型面重構(gòu)優(yōu)化算法進(jìn)行總結(jié),對比不同型面重構(gòu)方法的特點以及適用性,最終得到大型賦形面天線型面精確重構(gòu)的最優(yōu)方法。(2)確定基于LSM和Zernike多項式的大型賦形面天線型面精確重構(gòu)方法,給出了型面精確重構(gòu)方法的基本思路、具體步驟以及推導(dǎo)公式,并采用LSM和公式法兩種重構(gòu)方法分別對8米和110米賦形面天線型面精確重構(gòu)進(jìn)行實例驗證,檢驗該方法得到重構(gòu)方程的正確性并得到了滿足重構(gòu)精度要求的賦形面天線型面重構(gòu)方程,為下一步賦形面天線面型精確切換做出鋪墊。(3)研究大型賦形面天線面型精確切換過程中促動器伸縮調(diào)整量的確定方法。以大型賦形反射面天線由賦形面面型切換調(diào)整至拋物面面型為具體研究對象,以最佳擬合拋物面為賦形面天線型面等效參考面,確定促動器的面板支撐節(jié)點位置,結(jié)合促動器伸縮調(diào)整距離最小化,計算賦形面天線面型由最佳擬合拋物面通過空間轉(zhuǎn)換調(diào)整到目標(biāo)拋物面所在位置過程中促動器調(diào)整量�；跈C(jī)電耦合理論,驗證面型切換后的賦形面天線遠(yuǎn)場輻射方向圖是否滿足電性能要求,最后通過110米賦形面天線面向拋物面面型切換實例來驗證該精確切換方法的正確性。(4)基于C++Builder軟件和MATLAB對大型賦形面天線型面重構(gòu)方程確定與面型切換調(diào)整編寫軟件計算平臺,得到準(zhǔn)確性與計算高效性兼?zhèn)涞馁x形面天線計算軟件。對天線型面重構(gòu)與面型切換調(diào)整兩部分工作所用算法進(jìn)行模塊化,簡化計算流程,通過可視化界面完成賦形面天線型面重構(gòu)與面型切換調(diào)整過程,計算相關(guān)參數(shù)并保存計算結(jié)果,可服務(wù)于賦形面天線在實際服役過程中的工程應(yīng)用需求,提高操作效率。當(dāng)今大型賦形面天線具有大口徑、多頻段、多目標(biāo)的發(fā)展迫切需要與復(fù)雜服役環(huán)境的工作要求,型面精確重構(gòu)與面型精確切換調(diào)整作為大型賦形面天線在不同工作模式下能夠具備高品質(zhì)遠(yuǎn)場輻射性能的重要保障和必要手段,在大型賦形面天線服役過程中具有極大的參考意義和應(yīng)用價值。
【圖文】：

表 1.1 采用主動面技術(shù)的國內(nèi)外典型射電天線口徑/m 重量/t工作頻率/GHz面板精度/mm指向精度/”工作時100*110 7856 0.1-116 0.24 1.5 200050 800 75-350 0.075 1.08 200837 340 85-115 0.1 3.6 201025 / / 0.01 2 / 100 3200 0.395-95 1 10 197264 3000 0.3-115 0.15 5 201165 2640 1.25-46 0.3 3 2012500饋源艙300.7-3 1-2 4 2016110 6000 0.15-115 0.2 2.5計劃20250m

墨西哥 Large Millimeter Telescope 50m 天線（來源于ter Telescope 作為世界上最大的單孔射電望遠(yuǎn)鏡火山頂部。是為觀察波長在 0.85 到 4 毫米之間質(zhì)中被塵埃遮蔽的區(qū)域，，從而增加對恒星形成計，由 180 個分段形成的直徑 50 米的反射面主面，主面 RMS 為 55μm。rg 100m
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN820

【參考文獻(xiàn)】

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1 李會賢;南仁東;;FAST工程進(jìn)展及展望[J];自然雜志;2015年06期

2 李章義;萬國賓;張靜;馬鑫;;拋物面天線小形變賦形及波束重構(gòu)方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2015年10期

3 葉井飛;高志山;劉曉莉;王偉;張聰e

本文編號：2645131