自动跟踪抛物面天线的特性——多模方式同四馈电方式的比较

概述目前广泛采用同时波瓣方式对目标进行自动跟踪。本文只讨论振幅比较型同时波瓣方式(多模自动跟踪方式及四馈电自动跟踪方式)天线的特性。文中以圆抛物面反射器和圆喇叭馈电天线为例,导出了开口效率及差方向图斜率的表示式,比较了多模方式和四馈电方式天线的跟踪性能。可以断定,前方馈电型天线以采用四喇叭馈电方式较好,卡塞格伦型以采用多模方式较好。若天线专     

高数据速率“动中通”移动卫星通信终端天线系统的基本设计与指标说明

本文介绍用于高数据速率移动卫星通信终端的伪单脉冲自跟踪天线的基本设计与指标说明。基本设计主要包括合成信号C／N0计算、赋型反射器、抗振型与小型化TE21模耦合器设计、移动终端与载体的隔离设计以及快速捕获设计,并着重说明了隔离度指标对跟踪精度的影响。     

倒置卡塞格伦天线量测有关目标参数的计算

机载跟踪雷达是航空火力控制系统的目标参数测量装置之一。主要用它来量测目标运动参量,即目标的飞行方向与速度。也就是量测目标速度矢量的位置与方向: V_m=V_1+R+R×ω 其中: V_1——载机飞行速度矢量, R——目标线的接近速率, R——目标相对载机位置, ω——跟踪目标线在空间旋转的角速率。因而机载雷达必须测量目标距离（R）及速率（R）以及目标相对载机的方位、俯仰角（μ、ν）及目标线（为跟踪线）的角速度（ω）。 常用的跟踪雷达天线中有称为卡塞格伦式（Cassigrain）天线,它是由抛物面为主反射器,在该主反射面与其焦点间加入了同焦点的双曲面副反射器组成。如图1所示。形成了双反射型天线。其优点是减小天线轴向尺寸,并使馈源设计与波导安置更为灵活。 然而,有种雷达使用了变态的倒置卡塞格伦天线。它是以抛物面反射器形成平面型波陈,而后经平板型反射器偏振极化之后将电波束反射出去的形式。其更改了原双曲面的结构形态,又将馈源倒置于波阵之前。如图2,故称为倒置卡塞格伦天线（Invertedcassigrain）。它正是由抛物面反射后形成入射的平面波,再经平板反射器扭转波束极化方向使电波传播出去,照射目标和接收目标反射回波形成对目标的跟踪。如图3,很明显,在天线     

双室缩距式测试场的偏置双修正型反射器

本文对偏置双修正型反射器综合理论在缩距式测试场设计中的应用作了研究。建立缩距式测试场的目的是对给定尺寸的反射器在尽可能大的容积内提供幅度和相位波动最小的平均平面波。降低平面波反射器的边缘绕射可使波动减小。这种方法已通过使边缘呈锯齿形或卷边来实现。另一种方法是用双修正型反射器综合技术，使反射器在大部分口面为均匀分布而在边缘附近具有高斯锥削。如果需要的话，使反射器在大部分口面为均匀分布而在边缘附近具有高斯锥削。如果需要的话，这种方法可与卷边或锯齿法一同使用。为降低副反射器的外部绕射，双室法是适用的。本文将对此进行探讨。对两种不同的双修正型反射器设计的相位和振幅波动总量进行了研究，它是平面波区的位置和反射器尺寸以波长为单位的函数。本文还研究了横向和纵向（Z分量）交叉极化总量，从而发现双修正型偏置反射器设计是缩距式测试场的最佳选择。     

用于共振腔光电探测器的Si基Bragg反射器

Si基共振腔型光电探测器的关键工艺是隐埋Bragg反射器镜面的制备.用PECVD方法在Si衬底上制备了SiOxNy/SiBragg反射器,研究了Bragg反射器的反射谱和退火行为.     

用于共振腔光电探测器的Si基Bragg反射器

Si基共振腔型光电探测器的关键工艺是隐埋Bragg反射器镜面的制备.用PECVD方法在Si衬底上制备了SiOxNy/Si Bragg反射器,研究了Bragg反射器的反射谱和退火行为.     

哥达德激光人卫测距系统及精度

哥达德(Goddard)宇宙飞行中心从1961/62年开始研究用脉冲测距激光器跟踪人造卫星。1964年发射了第一个装有激光角反射器的人造卫星信标探险者-B,并用该激光测距系统跟踪,跟踪误差为几米。今天己有10个带激光角反射器的卫星在轨道上运行,并用高精度激光测距系统进行日常跟踪,激光测距误差在1971年为50～70厘米,1974年为10～30厘米,目前为5～8厘米。现正在用这些激光系统进行地球引力场、地极移动和地球自转变化的研究。本文讨论最新的激光系统,它目前正用于地球动力学研究计划,并根据现场实际数据对精度怍进一步讨论。     

激光跟踪和测距

随着可靠的激光器的出现,光学跟踪和测距系统已切实可用了。美国夕尔凡尼亚电气公司利用其在激光器研制和光学加工方面的经验,制备了一种较为先进的系统-精密飞机跟踪系统,它是一种自动激光雷达,用来跟踪设置角反射器的合作目标,以确定目标的位置。自角反射器返回的激光脉冲强度足可以在背景光中探测出来。该自动激光雷达能在10浬距离内高精度测量目标位置,取样速率高达100次/秒。它的重要性在于可对无线电雷达技术无法适应的低空(美国标准为650-1650米)目标     

飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法

飞秒激光跟踪仪通过PSD探测脱靶量实现目标跟踪,脱靶量零位是跟踪激光指向反射靶球的中心时反射激光在PSD上输出的光斑位置,跟踪时以脱靶量零位作为基准计算目标脱靶量,因此如何准确标定脱靶量零位是仪器实现精确测量的前提。文中在分析角反射器特性的基础上,结合仪器自身特点提出了一种基于角反射器的飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法。分析了脱靶量零位误差对仪器指向精度的影响;建立了跟踪脱靶量标定误差模型;根据仪器结构设计和轴系几何误差对脱靶量零位标定方法进行了仿真,结果显示,其误差小于17.8 m,当目标距离仪器10 m时,仪器的指向误差小于1.1,该结果对系统误差补偿模型建立奠定了基础。最后,基于实际装置对仪器的脱靶量零位进行了标定,为后续仪器的动态测量提供了跟踪基准。     

航天飞机的激光跟踪试验

激光跟踪试验是支持战略防卫计划组(SDIO)技术设计中第一个航天飞行实验。在此试验中,采用4W兰色氩离子激光器,由Hawaij向约高200海里上空的航天飞机发射激光,由机上8.5in直径后向反向器反射,并由Maui的空军光学站进行接收。在实验中可用几种不同的跟踪方法,希望通过分析能证明几英尺的精度。SDIO激光跟踪计划下一步将进行一系列的补偿实验。为了把后向反射器装在航天飞机上进行飞行试验,SDIO付给NASA0.7万美元,反射器本身的价格为3万美元。激光发射机是一般的民用产     

精密跟踪飞机的激光雷达

美国夕尔凡尼亚公司制造的精密跟踪飞机系统是一部精密激光雷达,用它可实现对合作目标(目标上设置了角反射器)的跟踪和定位。此角反射器即使在背景照明中也能提供极强激光脉冲回波。该系统可精密测量目标的方位、俯仰角和距离,取样速率为100次/秒。所测数据可录在磁带中或用实时计算机处理。激光雷达系统的测量精度与电影经纬仪的不相上下,并且无需费时处理数据。它是单台实现目标定位设备,故系统定位很简单。     

角反射器在太赫兹波段的散射特性研究

太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方式,得到了单个角反射器和角反射器组在4°范围内的太赫兹雷达散射截面.结果表明,角反射器类目标的RCS实验测量结果与理论计算结果在误差范围内一致性较好,为进一步精确测量目标在太赫兹波段的散射特性奠定了研究基础.     

激光跟踪的未来应用

一、前言激光卫星跟踪已成为一种常规的手段,而且是一种极其精密的测距方法,其唯一的要求是卫星上装设角反射器,便可长期使用。激光跟踪是至今所采用的各种地面跟踪技术中最有前途的。它的极限精度由于没有掌握对流层的折射修正(所有地面跟踪系统都存在这一问题)因而目前尚未达到。这样     

视觉引导激光跟踪测量系统的Cayley变换校准方法

对于一台激光跟踪仪对多个测量点进行测量的问题,提出了一种视觉引导激光跟踪测量方法。摄像机固定于激光跟踪仪顶部,随之旋转对测量范围内激光跟踪仪反射器进行定位,引导激光跟踪仪激光投射到反射器上。标定摄像机与激光跟踪仪相对姿态,用平面圆孔靶标。激光跟踪仪和摄像机同时测量圆孔靶标,将两个坐标系下对应三维点数组进行均值化处理,变为两个坐标系下对应的向量组,向量组之间的转换关系,即激光跟踪仪与摄像机之间的旋转矩阵。再根据两坐标系下对应的任一点的三维坐标,求解两坐标系的平移矢量。此标定算法把对两个坐标系之间的旋转矩阵的求解,通过Cayley变换,转换为对与转换矩阵相对应的三维向量的求解,求解过程简单稳定。实验结果表明,靶标摆放50次,测量误差小于1 mm。把校准结果应用到实际测量中,激光跟踪仪可快速准确地将激光束投射到反射球中。此方法操作简单,稳定性强,具有很高的实用价值。     

GSSMP转动精度的测量与标定

为了更好地实现巨型可控科学反射镜原理演示验证平台（Giant Steerable Science Mirror Prototype,GSSMP）的指向功能,需要对GSSMP的转动精度进行测量与标定,利用激光跟踪仪对转台编码器进行标校,并通过激光跟踪仪完成角度测量。首先,基于角度测量原理进行了接触式测量和非接触式测量方式的单点精度标校,得到测量误差分别为23.7与0.71。通过公式推导验证,四个角反射器的使用能够消除6以及6的倍数谐波之外所有阶数的谐波,从而提高测量精度。最后,比较四个角反射器两种不同的排布方式的角度测量误差,得出均匀分布的误差为11.5,非均匀分布误差为9.04,而单个角反射器测量误差为23.7。通过激光跟踪仪对望远镜方位轴转动精度的测量,验证了所述理论的正确性与方法的可行性。研究结果对于30 m望远镜的工作进一步完成有着重要的意义,同时对于类似的转台精度的检测也有一定的指导意义。     

一种高精确度偏置反射面天线模具设计

卫星使用频段的逐渐提高对星载天线反射器的型面精确度提出了越来越高的要求。模具设计和制造是制造高精确度反射器的关键技术之一,温度对模具的影响主要表现在型面精确度和热膨胀变形。建立了一个偏置抛物反射面天线成型模具的设计补偿公式,并对该补偿公式进行了理论推导、仿真分析和试验验证。结果表明,基于该补偿方法,模具在反射器固化温度下型面精确度达到了0.05 mm均方根(RMS),能够有效降低模具热变形对反射面天线型面精确度的影响。     

圆极化偏置反射器天线中零点漂移及波束斜倾

本文推导出偏置反射器天线差模方向图的零点漂移公式。并证明,这个零点漂移与和模方向图的倾斜有不同的值。在双通道跟踪系统的设计中必须考虑这样的现象。     

用YAG激光跟踪系统研究降落伞性能

在埃尔森特罗（美国加州）海军航空站的国家降落伞试验场，正在试验激光测距装置跟踪降落伞。不过，GTE西尔凡尼亚公司制造的掺钕钇铝石榴石激光器并不对准跳伞者；而是由降落伞携带精度在3弧秒之内的直径3吋的向后反射器，使跟踪距离可达10万呎。     

自由曲面LED路灯反射器设计

针对LED路灯反射器设计中存在的中心光强较强、两边渐弱、均匀度不高等问题提出了一种新的"V型结构"光学反射器,该结构的反射器将每一个路灯覆盖的照明区域等分成两部分.由能量守恒原理建立起LED光源出射光线的角度与照明平面上的坐标的对应关系,根据对应关系计算反射器自由曲面上的点坐标.通过建模软件把诸多点拟合成曲面实体,将实体导入光学软件进行照明仿真.结果表明:该路灯反射器的照度均匀度达到77.85%,可在目标路面上形成照度均匀的矩形光斑.     

光学跟踪系统

光学跟踪装置与雷达系统协同搜索、捕获和跟踪合作目标。一起安装在地面设施上的YAG 激光照明器和跟踪器,与装在目标上的小型后向反射器相配合,以精确地指出目标的位置。光学系统探测器,将接收到的来自目标的光学信号进行处理,并提供目标的方位和俯仰信息。