65m天线结构主反射面面形精度分析

为掌握各外荷载对反射面表面形状的影响,为促动器提供调控依据,确保巨型射电望远镜结构在运营期间良好的工作性能,以上海65 m天线结构为研究对象,对其主反射面面形精度问题展开研究。首先阐述了反射面最佳吻合抛物面的求解方法及面形精度的计算方法;其后介绍了主反射面最佳安装调整角的求解方法,并给出了最佳安装调整角度;最后,分析了结构自重、风、温度作用对反射面面形精度的影响,并给出了分析结果,分析时考虑了不同俯仰角、不同风速、非均匀温度场及反射面板的影响。结果表明:主反射面最佳安装调整角为48.9°,由此求得重力荷载下的精度最大值为0.73 mm,对应俯仰角为5°;日照非均匀温度场作用对于天线结构面形精度的影响接近重力影响,不容忽视;而工作风速和均匀温度场作用下的精度较重力产生的影响小很多,有数量级的差异。该分析方法和结果也为该类全可动天线结构设计及面形精度分析提供了相应的参考,具有借鉴意义。     

面天线结构动态误差对指向精度的影响

对影响系统指向精度的结构因素做了分析,给出了圆抛物面天线结构动态误差对波束方向影响的计算方法,完善了系统指向精度的计算方法。以50m口径射电望远镜为例做了计算,计算结果为望远镜的结构设计提供了指导。     

面板算术平均值在天线反射面精度调整中的应用分析

天线面板检测后会得到两项数值，即算术平均值和均方根。均方根是衡量板精度的主要指标，算术平均值则是反射面精度调整的主要依据。本文将讨论面板算术平均值在天线反射面精度调整中的作用，给出二者之间的关系式。     

天线反射面单块面板精度检测浅析

介绍了天线反射面单块面板精度检测方法,详细分析了“水准仪＋高度尺”面板测量方法的检测精度,并对检测中的一些问题进行了讨论。     

射电望远镜主动反射面控制技术简析

文中简单分析了大型卡塞格伦射电望远镜主动反射面技术的调整系统的几个关键技术。首先介绍了天线表面误差与系统增益及分辨率的关系,以及经典的误差测量方法。然后着重分析微波全息测量法在主动反射面调整控制技术中的应用。最后简介了可基于全息测量和闭环控制的总线式控制系统,为闭环控制的设计奠定基础。     

任意空间位置雷达天线反射面拟合与评定技术

为测定空间一任意放置的抛物面形状的天线反射面及其形变量，提出了基于天线表面离散点坐标进行抛物面拟合及其误差评定的方法。论述了运用Jacobi变换方法来处理系数相关性问题，并探讨了将通用系数形式转化为标准旋转抛物面方程的方法，从而求得抛物面在空间的位置、方向和大小。阐述了一种新颖的基于迭代思想的抛物面误差评定方法。实验结果表明该方法拟合精度可达0．1％，适用性广。     

大型射电望远镜反射面主动调整系统设计

详细介绍了一种大型射电望远镜在高频段调整各块天线面板的反射面主动调整系统的设计。采用总线的分布式控制,通过主控制计算机与促动器微控制器的联机的方式,实现用户对反射面主动调整系统促动器的控制,同时取得促动器的相关状态信息,减小了反射面由于重力变形、温度差异、风力引起的曲线误差,从而获得高精度的天线曲面,提高天线反射面的效率。促动器采用集成化的步进电机驱动,把微控制器、驱动器、编码器、数据寄存器等元器件内置于电机内,融电机和驱动技术于一体,节约了安装空间,简化了繁琐的布线。     

集中负载对大口径天线反射面精度的影响

本文详细介绍了集中负载对天线反射面精度的影响,建立了66m天线结构有限元模型,依据模型分析结果,对集中负载引起的天线主面误差进行了分析和数值计算;引入保型设计概念,对集中负载的承载点进行了优化设计,提出了对集中载荷作用分散化、变形均匀化的处理方式。该方法在66米天线上的成功应用,证明了其可以有效的提高天线反射面精度,保障了探月二期任务的圆满完成。该方法对大口径、高精度反射面天线的研制有重要的指导意义。     

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。     

反射面天线误差设计研究

行为建模技术是一种利用模型参数控制其行为特性的闭环反馈设计系统。利用现代设计手段结合行为建模技术,设计人员可以在设计过程的任何时候评价设计结果。使用行为建模技术可以很好地解决反射面天线误差设计问题,通过单项分析各种可能存在的误差因素可获得相应的天线误差灵敏度,结合关联各方面误差的综合分析,可以为天线系统制造误差要求及分配提供解决依据。使用行为建模技术还能够解决天线变形等系统误差补偿问题,为天线调试与维护提供了一种直观有效的手段。     

射电望远镜天线的指向精度测量系统设计

指向精度是衡量大口径射电望远镜天线电轴指向准确度的重要指标,如何准确地测量出天线的指向精度对使用者而言尤为重要。针对射电天文望远镜的工作特点,提出了采用射电星作为发射源进行天线指向精度测量的方法,以方位轴为例介绍了测量基本原理,根据测量需要对系统软硬件进行了设计,对实际测量和处理过程进行了描述,给出了测量结果和分析。结果表明该方法可以快捷、准确地测出天线在全天区的指向精度。     

65m射电望远镜天线静动力学分析

介绍了65 m天线结构的基本情况,分析了用于有限元分析的基本矩阵方程和65 m天线的载荷和边界条件。对65 m天线进行了静力学和动力学分析,得到了在典型仰角下的天线精度和谐振频率。同时,对天线进行了强度分析,得到了不同仰角和不同工况下的安全系数。结果表明：天线结构在给定条件下,能够满足设计需要,不会产生破坏,为该工程的结构设计提供了依据。     

SKA射电望远镜天线结构建模与系统仿真分析

以SKA射电望远镜设计过程中的结构仿真分析为背景,对大型反射面天线结构的有限元建模及其运行环境载荷等效简化进行了讨论,考察了重力、风力载荷、非均匀温度场等多方面因素对天线结构的综合作用,并分析了上述影响下天线结构的面形精度和孔径效率。结果显示,重力变形是主要影响因素。涉及的建模与分析思路对大型天线结构设计和仿真分析具有一定的指导意义。     

The Allen Telescope Array: The First Widefield, Panchromatic, Snapshot Radio Camera for Radio Astronomy and SETI

The first 42 elements of the Allen Telescope Array (ATA-42) are beginning to deliver data at the Hat Creek Radio Observatory in northern California. Scientists and engineers are actively exploiting all of the flexibility designed into this innovative instrument for simultaneously conducting surveys of the astrophysical sky and conducting searches for distant technological civilizations. This paper summarizes the design elements of the ATA, the cost savings made possible by the use of commercial off-the-shelf components, and the cost/performance tradeoffs that eventually enabled this first snapshot radio camera. The fundamental scientific program of this new telescope is varied and exciting; some of the first astronomical results will be discussed.