面形精度測量是射電望遠鏡建造與運行的關鍵技術之一,隨著天線口徑越來越大,微波全息測量已成為大型射電望遠鏡面形精度測量的常用方式。然而,基于同步衛(wèi)星的窄帶微波全息測量在大型射電望遠鏡任意姿態(tài)面形精度測量方面還存在不足,為此,本文提出一種基于射電源的寬帶微波全息測量方法,開展大型射電望遠鏡任意姿態(tài)面形精度測量方法研究。本文以40m射電望遠鏡為主測天線、50m射電望遠鏡為參考天線、射電源為信號源,構建面形精度寬帶微波全息測量系統(tǒng)。通過分析測量系統(tǒng)信噪比,對比分析傳統(tǒng)的望遠鏡面形掃描方式、窄帶微波傳播路徑時延計算和全息數據處理算法,研究寬帶全息測量系統(tǒng)的掃描方式,使其掃描時均經過射電望遠鏡口徑中心、對準射電源,并提出寬帶全息測量路徑時延計算及數據處理算法的總體思路。論文在路徑時延算法方面,設計了寬帶微波傳播路徑時延及時延率的絕對時延標定算法和分數時延估計算法,解決因射電源相對地球轉動導致路徑時延存在緩慢變化的問題。在數據處理算法方面,通過頻域補零互相關、互相關相位譜數據處理能力評估算法,形成寬帶信號分段分解計算法及時延與相位差綜合等組合算法,解決寬帶微波全息數據處理困難且復雜的問題。在實驗方面...

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 射電望遠鏡面形精度測量方法研究現狀
        1.2.1 經典測量法研究現狀
        1.2.2 現代測量法研究現狀
        1.2.3 研究現狀分析
        1.2.4 微波全息測量發(fā)展趨勢
    1.3 主要研究內容
第2章 寬帶微波全息測量系統(tǒng)優(yōu)化與關鍵算法設計
    2.1 天線面形精度測量需求分析
    2.2 寬帶微波全息測量原理
        2.2.1 測量幾何分析
        2.2.2 天線遠場輻射與反射面形變關系
    2.3 測量系統(tǒng)優(yōu)化
        2.3.1 測量系統(tǒng)組成
        2.3.2 傳統(tǒng)天線掃描流程
        2.3.3 被測天線掃描流程優(yōu)化
        2.3.4 關鍵參數確定
    2.4 關鍵算法設計
        2.4.1 路徑時延與時延率算法設計
        2.4.2 全息數據處理算法設計
    2.5 本章小結
第3章 天線路徑時延及時延率計算方法研究
    3.1 天線基線矢量
        3.1.1 站坐標變換
        3.1.2 兩天線的基線矢量
    3.2 路徑時延的絕對標定
        3.2.1 天線指向矢量
        3.2.2 路徑時延
    3.3 路徑時延微分算法
    3.4 本章小結
第4章 微波全息測量數據處理方法研究
    4.1 頻域補零法
    4.2 互相關相位法原理
        4.2.1 基于互相關函數的時延估計
        4.2.2 基于相位譜的時差估計
    4.3 數據處理仿真
        4.3.1 寬帶信號生成
        4.3.2 互相關法解時延
        4.3.3 相位譜解分數時延
        4.3.4 頻域分段處理
    4.4 互相關相位法誤差理論分析
    4.5 網格數據校準與二維傅里葉變換
    4.6 本章小結
第五章 寬帶微波全息測量實驗
    5.1 全息測量綱要編制
    5.2 測量流程
        5.2.1 硬件系統(tǒng)搭建
        5.2.2 全息測量綱要加載
        5.2.3 全息數據記錄
        5.2.4 天線狀態(tài)日志
    5.3 數據處理與結果分析
        5.3.1 數據處理
        5.3.2 測量誤差分析
    5.4 本章小結
第六章 總結展望
致謝
參考文獻
作者在讀期間發(fā)表的學術論文及參加的科研項目
    發(fā)表的學術論文及專利
    參加的科研項目及競賽



本文編號：3821283