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基于CAPS天线的综合孔径研究

廖辉文  
【摘要】:单天线射电望远镜天线的直径越大分辨率越高。但是,天线的直径难于做得很大,目前最大可动单天线的直径不超过100米。综合孔径可以利用多面小口径天线实现大口径天线的功效。 本文介绍了综合孔径基本原理,设备的组成。并在现有6面CAPS天线的基础上分析讨论了利用CAPS天线进行综合孔径所需要的设备,综合孔径的实现方式以及对CAPS天线进行综合所能达到的技术指标。介绍了综合孔径中的UV覆盖理论,介绍了综合孔径成像时UV覆盖对图像的影响,以及UV覆盖好坏的判断标准。基于UV覆盖理论讨论了综合孔径阵列优化的布阵原则。 在直线阵中分别运用穷举法和模拟退火算法对阵列的优化排列进行计算,得出4面天线到8天线基线最少缺失排列方式,并对比两种优化算法的优劣。在面阵优化中运用了遗传算法,设计了一种新的阵列优化设计评判方案,并于传统的评判方案对比优劣性,并得出6面天线和8面天线基最小缺失的天线排列方式。 根据CAPS地面站天线实际排列情况给出对现有6面天线进行综合所能得到的灵敏度、分辨率以及UV覆盖状况。在假设天线位置可以调整的情况下,给出6面天线不同排列方式下所能达到的技术指标。对于即将建造的两面新的CAPS天线,分析其不同建造位置对综合孔径的影响,给出最佳的天线排列方式。最后根据观测时的科学目标给出不同的孔径综合方式的选择方案。


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