相控阵天线指向测量误差分析及消除方法研究

电扫波束指向精度是相控阵天线的核心指标之一,对波束指向进行准确测量是对系统工作能力进行评估的必要手段。文中以某相控阵天线为例,详细分析了几种外场波束指向测试中常见的外部误差。通过理论分析建立仿真模型,计算分析以上因素对天线指向测试的影响,并提出一种在波束指向测试过程中消除误差的优化方法。经试验比对,所提出的优化方法可以明显降低测试误差,提高测试结果的准确度和可信度,对同类型天线的外场测试和系统性能评估具有重要的工程参考价值。     

光电产品空间全视场指向精度检测方法研究

光电产品空间指向精度是衡量光电系统的重要指标,如何准确地测量出光电产品的空间全视场指向精度对于光电系统而言尤为重要。根据光电系统的工作特点,提出了光电产品空间全视场指向精度测量原理与方法,以方位、俯仰轴为例介绍了测量的基本原理,给出了测量结果和分析。结果表明,该方法可以有效准确地测量出光电产品空间全视场的指向精度。     

基于立体方向图和十字跟踪扫描法校准天线指向

针对明安图射电频谱日像仪（Mingantu spectral radioheliograph，MUSER）天线高指向精度动态跟踪要求，同时为降低非理想因素对复杂系统天线指向测量影响，提出校准天线指向的组合方法.先用网格法测量天线的双圆极化多频率通道立体方向图定性评估系统测量链路状态，后对太阳运行轨道进行十字跟踪扫描测量天线指向偏差，再用最小二乘法拟合获得天线指向模型的8个参数.国家天文台明安图观测基地的2台20 m地平式天线将在MUSER系统观测和校准中起重要作用.对20 m天线跟踪指向进行了校准，指向偏差均方根从12'改善到4.4'，验证了方法的可行性，为类似复杂系统的相关工作提供了借鉴和参考.     

某型地基相控阵天线指向系统性误差分析

相控阵天线的指向精度决定着雷达系统对目标的探测精度,甚至会影响跟踪、截获目标的成败。以一种地基相控阵天线为例,详细分析了机电混合扫描天线的指向系统性误差来源：1)热形变导致的单元间距误差,2)空气折射,3)伺服机械转动误差,4)天线内部温度场变化等。从理论上分析了上述因素对天线指向精度的影响,并提出了完整的远场误差校准方法和误差修正流程。试验结果表明,误差来源分析准确,所提出的校准方法可以明显改善天线指向精度,从而提高雷达系统跟踪精度和威力,对于地基乃至移动平台相控阵天线的设计与应用具有重要的参考价值。     

车载天线指向精度的研究

指向精度是车载天线的关键技术指标,直接影响到整个系统工作的可靠性,而影响车载天线指向精度的因素众多,介绍了车载天线系统的组成和对指向精度的要求,给出了指向精度的计算方法,分析了指向精度的组成和产生原因,改进了车体、天线结构、天线驱动的设计方法,提高了系统的指向精度,在实际测试和使用中指向精度有明显提高,和理论计算结果相符,对车载天线系统的设计具有指导作用。     

9m×36m天线安装测量技术研究

针对9 m×36 m天线的安装测量,综合运用GPS、全站仪、双经纬仪和工业摄影测量等多种技术手段,圆满完成了天线的指向和面型调整测量。采用GPS技术获取大地方位角,采用全站仪建立施工控制网,采用双经纬仪测量系统指导天线背架及面板放样,采用工业摄影测量系统对天线面型进行精确调整。天线指向精度达到0.016°,面型精度为0.304 mm,达到了设计要求。     

卫星接收天线的指向及极化倾角的准确调整

卫星接收天线的指向和极化倾角的调整是否准确，直接影响到接收的效果。定量地分析了接收天线的指向和极化倾角出现偏差时对下行信号强度的影响，并介绍了借助于仪器对接收天线进行准确调整的方法。     

大型电扫相控阵雷达的天线方向图测试

天线方向图是天线辐射特性的重要参数,大型电扫相控阵雷达的天线方向图往往难以准确测量。扫描方向图是利用电扫相控阵波束捷变的特点形成的方向图,较为准确地表征了天线的辐射特性,是对天线方向图很好地近似。文中结合多个大型雷达的工程研制经验论述了在远场和中场测试天线方向图的方法,提高了测试效率和精度,得到了令人满意的结果。     

基于LS-SVM的天线指向模型研究

提出了一种新的基于最小二乘支持向量机的天线指向模型(LSSVM-PM).不同于线性指向模型(Linear-PM)对天线指向偏差的分项进行代数相加,LSSVM-PM是对影响天线指向的因素进行考察,将因素变量作为支持向量机的输入,指向偏差作为输出,模型的求解是将原空间非线性地映射到一个高维的特征空间,然后在此空间中引入最小二乘法进行优化求解.因此,LSSVM-PM模型可解决天线指向偏差的非线性问题,同时将影响指向的外部因素考虑周全.实验数据模拟结果表明,该模型与线性模型相比,指向预测精度提高了17.36%,能更有效地提高天线的指向精度.最后,对LSSVM-PM模型的参数选择、学习样本数量及分布对模型精度的影响进行了分析.     

天马望远镜结构重力变形对面形和指向精度影响

以天马望远镜（简称TM65m）为研究对象,采用仿真与实验相结合的方法,对结构重力作用下主面面形精度和天线指向精度的变化进行了研究.借助有限元软件分析不同俯仰角下结构重力变形,得到主面相应的促动器调整量,将其加载到主动面系统中,经调整后天线效率在俯仰角35°和71°提高了20%.主面重力变形修正后,其顶点位置发生变化,将计算结果转化到指向模型中,得俯仰角由5°旋转到90°指向发生了0.037 99°的变化,与实际指向模型重力误差修正项系数的误差为4%.同时,发现天线俯仰及以上部分结构自重在不同俯仰角下引起俯仰轴弯曲变形,有限元分析得最大挠度为3.2 mm,挠度变化趋势与倾斜仪测量结果一致性较好,由此导致的俯仰指向变化达0.012 14°.因此,合理的结构设计对提高天线精度非常重要.     

G/T值自动化测试

G/T值是卫星地面接收系统的一项重要指标,常规测试方法耗时、费力、计算量大。通过工程实践详细论述利用射电星法测量地面大型天线系统的G/T值的原理及计算方法,论证G/T值自动化测试的可行性,并对测试过程中引入的测量误差进行了分析,给出G/T值自动化测试的实现方法及测试结果。该方法具有自动化程度高、测试指标精度高、测试速度快等特点,可广泛应用于各种卫星地面接收、航天测控等设备。     

赤道式望远镜寻北方法及测量结果

赤道式望远镜指北偏差直接影响测量的准确性,找到一种快速有效的寻北方法是非常关键的。锁定望远镜指向南赤道面,如果划过视场的星的轨迹不是水平直线,将调整望远镜极轴绕竖直轴线转动,直至星的轨迹是水平直线;锁定望远镜指向东或西赤道面,如果划过视场的星的轨迹不是水平直线,将调整望远镜极轴绕水平轴线转动,直至星的轨迹是水平直线。利用球面三角形的知识,推导分析了此种寻北方法的理论依据,望远镜指向南赤道面调整的是极轴指北偏差的水平分量,望远镜指向东或西赤道面调整的是极轴指北偏差的竖直分量。通过此方法寻北后的赤道式望远镜,连续50 min恒动对某恒星进行观测,其Y轴脱靶量变化4。观测结果表明,文中的寻北方法是快捷有效的,并且调整后的赤道式望远镜具有较高的指北精度。     

Interferometric measurement at 1415 MHz of radiation pattern of paraboloidal antenna at Dwingeloo radio observatory

The complete radiation pattern of a 25-m diameter radio telescope has been measured at 21-cm wavelength to a level of 60 dB below the main beam response. Strong cosmic radio sources with known flux density were used as a signal source. The measurement employed an interferometer consisting of the radio telescope and a 7.5-m diameter reference antenna. By changing the orientation of the telescope, while keeping the reference antenna pointed at the source, the output voltage of the interferometer varies proportional to the field strength pattern of the telescope. This method provides a large improvement in sensitivity over a total power measurement. The paper discusses the theoretical basis of the technique. It describes the layout of the interferometer, the electronic equipment, and the methods of observation and reduction of the data. Some 19 000 points in the pattern were measured. The pattern is displayed by contour plots of equal level. The derived main characteristics of the telescope [1968 AD] at 1415 MHz are as follow: gain49.0 pm 0.2dB, absorption area282 pm 8m², aperture efficiency 0.56, half-power beamwidth0.57 times 0.62deg. The accuracy and detail allow astronomers to reliably correct radio astronomical observations for the effect of radiation in the sidelobes, spillover region, and feed support scatter lobes. Theoretical calculations of pattern parameters may be checked quantitatively.     

65m射电望远镜天线结构指向精度分析与设计

针对国内口径最大、精度最高的65 m射电望远镜天线,分析计算了其结构指向精度。介绍了轨道组合、枢轴组合和测角装置等关键部件的精度设计过程和结构误差,以及其他重力和环境因素引起的误差。通过结果分析、现场实测和长期工作,证明了天线结构设计指向精度的均方根误差达到11.8″,去掉系统误差,天线指向精度的均方根误差有望达到2″的精度。     

The measurement of large antennas with cosmic radio sources

Strong cosmic radio sources provide a constant broadband and accurately positioned test transmitter for measurements of large antennas. Some sources have their flux density determined absolutely and can be used to calibrate the antenna gain. This paper presents up-to-date data on the radio sources which are useful for antenna measurements. The measurement of pointing and focusing corrections is discussed. The main part of the paper is concerned with the derivation of major antenna parameters such as aperture and beam efficiency, beam solid angle, sidelobe levels, error pattern characteristics from measurements on radio sources. The effects of a finite angular source size are discussed, and it is shown how measurements on sources of different size increase the information on the derived antenna parameters. The methods to measure very weak sidelobes are treated and the external factors, solar and galactic radiations influence of the earth and atmosphere, which might limit the accuracy of the measurement are described. The paper takes a practical approach to the subject and contains graphs with numerical data.     

测控天线射电星角度标校方法分析

通过对常见射电源辐射特性进行梳理,分析了星体角径、空域分布及天线口径对角度标校的影响,提出了确定目标星体中心点的天线扫描方法以及天线和差电轴不一致性补偿方法,利用最小二乘法完成角度轴系误差修正系数的解算,并采用不同频段、不同口径天线进行射电星无塔角度标校的测试验证,检验了该方法的适用性和有效性.     

±800kV云广UHVDC输电线路无线电干扰测量与分析

阐述了输电线路由于导线电晕产生无线电干扰的基本原理,基于测量仪器、天线形状、测量位置、数据读取和干扰水平评价方法提出了高精度测量无线电干扰的条件。利用该方法进行现场测量和分析表明:负极半压无线电干扰随着与负极对地投影距离的增大呈现衰减趋势;负极全压运行时无线电干扰值较负极半压,正极半压和负极全压,不同月份全压运行时偏大;双极运行时无线电干扰的测量值比单极运行时要稳定,在海拔高度增加的情况下,其值满足标准限值。