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《上海应用技术大学》 2016年
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上海65米射电望远镜副面位置建模及性能测试

孙正雄  
【摘要】:大型射电望远镜在观测过程中,随着俯仰角度的变化,副面支撑、背架、主反射面等都有不同程度的变形,这将导致天线效率在高低俯仰角上明显下降,上海65米射电望远镜副面系统的安装可以用来补偿副面支撑和主面的重力变形,在不同的俯仰角度上,副面位姿的调整可以提高天线的效率和指向性能。通过在X波段和Ku波段研究副面位姿变化对天线效率的影响,用射电法建立了随俯仰角度变化的副面位姿随动调整模型和副面偏移导致的指向补偿模型。用最小二乘法对全天区数据进行拟合,得出了8个天线参数的指向模型,并在实际中验证,最后建立了上海65米望远镜X波段指向模型。随机盲指误差达到12.36角秒,满足了X波段及更长波段的指向要求。采用全息法获得的口径面相位拟合了副面在X、Y、Z三个方向的偏移量,并与采用射电源幅度扫描法建立的副面偏移模型进行了比较,两者一致性较好,尤其是Z向拟合情况非常一致。此外还测试了副面随动与固定对天线效率的影响,结果表明副面随动模型可以有效改善上海65米望远镜在高低俯仰角上的效率,使得在整个俯仰角范围内,X波段的接收效率均达到60%以上。
【关键词】:副面 位姿 模型 天线效率
【学位授予单位】:上海应用技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P111.44
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-12
  • 1.1 射电天文学的诞生9
  • 1.2 射电望远镜的发展9
  • 1.3 国内重要射电望远镜9-10
  • 1.4 本文的主要内容10-12
  • 第2章 上海65米射电望远镜概况12-17
  • 2.1 上海65米射电望远镜介绍12-13
  • 2.2 副反射面调整机构13-16
  • 2.2.1 副面位姿定义14-15
  • 2.2.2 副面偏移分析15-16
  • 2.3 本章总结16-17
  • 第3章 射电望远镜副面位姿和指向补偿的射电法建模17-47
  • 3.1 天线的增益17-18
  • 3.2 副面建模18-37
  • 3.2.1 副面在X波段建模19-30
  • 3.2.2 副面在Ku波段建模30-37
  • 3.3 副面在各个波段随动模型对比37-38
  • 3.4 指向建模38-45
  • 3.4.1 上海65米射电望远镜指向误差分析38-41
  • 3.4.2 副面偏移对指向影响41-45
  • 3.5 指向模型验证45-46
  • 3.6 本章总结46-47
  • 第4章 射电望远镜副面位姿的全息相位法建模47-56
  • 4.1 微波全息测量介绍47-48
  • 4.1.1 微波全息测量原理47-48
  • 4.1.2 微波全息测量实现方法48
  • 4.2 副面偏移改变口径面相位48-52
  • 4.3 从口径面相位推算副面偏移52-55
  • 4.4 本章总结55-56
  • 第5章 天线性能测试56-61
  • 5.1 天线半功率宽度和角分辨率56-57
  • 5.2 天线效率测量57-58
  • 5.3 系统噪声温度测试58-60
  • 5.4 本章总结60-61
  • 第6章 总结和展望61-62
  • 6.1 工作总结61
  • 6.2 进一步展望61-62
  • 参考文献62-65
  • 致谢65-66
  • 攻读硕士学位期间期间发表的论文及科研成果66

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