40m射电望远镜天线副面和馈源偏移误差分析

建立40m口径天线结构的有限元分析模型,依据有限元分析结果,对副面和馈源偏离理想位置的偏移量和偏移误差进行分析与计算;从误差补偿角度,运用最佳指向技术对副面横偏误差进行补偿分析计算。误差补偿后的计算结果表明,副面横偏误差得到了大幅度的减小。分析计算结果为40m天线的实际工程提供了参考。     

40m口径射电望远镜

介绍了40m望远镜的结构和性能,以及在中国VLBI网中的试观测情况和其他应用情况。     

太阳和月球射电辐射对40m天线数据接收影响分析

利用标准射电源和标准噪声源,对宁静太阳和月球射电辐射的噪声温度进行了测量,估计它们对40m天线接收绕月卫星信号的影响,结论是:(1)40m天线指向偏离太阳超过2°时,能够满足正常数据接收要求;(2)40m天线指向月球时,系统接收的噪声温度增加值为87.1K, 此时系统的总噪声温度能够满足正常数据接收要求.     

40m天线预测控制算法的研究

将预测控制的思想用于大口径天线跟踪系统的控制,提出了位置控制器的一种设计方案。并对天线的直流驱动系统进行建模和仿真实验。     

40m口径射电望远镜

介绍了40m望远镜的结构和性能,以及在中国VLBI网中的试观测情况和其他应用情况.     

大口径射电望远镜主面误差分析与修正

建立了40 m口径射电望远镜天线结构有限元模型,依据模型分析结果,对40 m口径射电望远镜天线主面误差进行了分析和数值计算;从误差修正的角度,分别对主面误差的最佳拟合修正、安装角预调的工作仰角综合修正进行了分析与数值计算．误差修正后的计算结果表明,主面精度得到了大幅度的提高．分析结果为该望远镜天线的实际建造提供了参考．     

基于ASHRAE晴空模型的25米天线面板热特性分析

天线面板在长时间的日照作用下,会因为热作用产生变形,了解天线面板的热变形,关键在于确定面板的温度场分布。在日照作用下,同样考虑天线自身的遮挡,其面板热分布显得比较复杂,难以确定。基于ASHRAE晴空模型,结合北京晴空模型的系数迭代回归公式,重点考虑了天线面板在夏至日受太阳辐射、与空气对流换热以及周围环境长波辐射等条件下的热流变化情况,利用有限元分析软件对天线面板在该天的温度场进行了数值模拟,给出了面板温度随时间的变化规律,有助于更好地了解天线面板变形和天线指向的校准。     

乌站25m射电望远镜天线效率自动测量的软件实现

经常测量天线参数对于改进天线性能以及联测和单天线观测的数据处理都是至关重要的。以前的记录仪手工测量方式,非常繁琐和低效率,不利于对测量结果进行有效的统一管理和深入分析。根据天线效率的测量为例,在PC和Windows2000/XP软硬件平台下统一编程,集成实现天线参数测量的自动化、操作的人性化以及数据分析和曲线拟合的可视化。这将大大降低人工,提高测量效率,更好地保证天线的可靠、高精度的运行以及观测数据的处理。     

射电天线指向改正模型中轴系误差的完全表达式

为了提高射电天线的目标跟踪精度,采用直接法推导了射电天线轴系误差对指向的影响,并给出轴系误差指向改正模型的完全表达式,明确了指向改正模型中各轴系参数的定义,传统分项以及球谐函数所推导的轴系误差项为该模型的简化形式.基于此,评估得出基本参数改正模型中,因忽略轴系误差高次谐项而引起的指向精度损失可能达到1′′量级,具体需结合轴系误差大小而定;同时明确了基本参数改正模型(如22项指向模型)中与轴系误差有关的部分高次谐项系数的物理意义.为高精度轴系误差指向改正模型的建立提供了理论依据.     

对数周期偶极子天线的电特性分析

正在发展中的云南天文台０．５ＧＨｚ—１．５ＧＨｚ快速射电频谱分析仪的接收天线部分是计划在现有的十米口径抛物面天线的焦点上安装两付互相垂直的对数周期偶极子天线作为馈源。本文介绍了设计一个ＦＯＲＴＲＡＮ语言程序对对数周期偶极子天线电特性进行分析的过程，它可以在整个工作频段范围内计算出任意频率点上一副对数周期偶极子天线两个主平面内的方向图、波瓣宽度、增益和输入阻抗，并把结果以数据文件的形式记录下来，结合绘图软件，就可给出直观的结果，从而为对数周期偶极子天线的设计方案提供了可靠的理论判据。本文最后针对为云南天文台抛物面所设计的馈源作具体的分析。     

平均风作用对天马望远镜面形精度和指指向精度的影响

天马望远镜的最高工作频段为43 GHz。为保证高质量的观测结果,需要研究风载荷对天线精度的影响。首先对观测站实测的风速风向数据做了统计分析,结果显示:10 m高度处10min时距平均风速小于4 m·s^-1的占比超过80%,主导风向为北-西北方向。然后,通过将倾斜仪实测结果与有限元模拟结果进行对比,验证了模拟的有效性,并进一步分析了在不同迎风姿态、不同风速下天线结构的平均风荷载响应,以及天线面形精度和指向精度的变化。结果表明,平均风荷载对天线指向精度,尤其是俯仰角指向精度的影响较大,对面形精度的影响较小;在弹性范围内,天线面形精度和指向精度与风速间均为二次关系。研究结果可为天线面形精度和指向精度的评估提供参考。     

Correction Method of Antenna Pointing Error Caused by the Main Reflector Deformation

The pointing accuracy of a radio telescope is usually less than one-tenth of its antenna beam width. For large-aperture antennas at the short-centimeter band or millimeter-wave band, the pointing accuracy must be as high as several arc seconds. Therefore, for large-diameter and high-frequency reflector antennas, the pointing problem has become an important focal point to realize the antenna performance. Among many structural subsystem factors that affect the antenna pointing accuracy, there has been only less study on the factor of main reflector deformation. Based on the structural characteristics of the antenna, a reflector space coordinate system is established in this paper. And based on the space coordinates of the main reflector surface points after deformation, a non-linear least squares fitting method with 3 degrees of freedom is proposed to accurately predict the antenna pointing. Finally, the space geometric relationship is used to strictly derive the precise adjustments on the elevation and azimuth in order for correcting the antenna pointing error, and the indirect relationship between the main reflector deformation and the pointing error is constructed. This has certain guiding significance for improving the pointing accuracy of large radio antennas.     

南山26米射电望远镜轨道高差测量及其对指向精度的影响

轮轨式天线的轨道作为承载整个天线重量的基础,其精度直接影响天线在方位方向运转的平稳性,引起天线轴系偏差从而影响天线的指向精度。介绍改造后的乌鲁木齐南山26 m射电望远镜(Nanshan Radio Telescope, NSRT)轨道结构以及轨道高差测量,并建立天线在不同方位、俯仰角下轨道高差引起天线指向偏差的数学模型。利用"十字扫描"法实测多颗标准源在相应位置的指向数据,并通过高斯拟合得到指向偏差。通过分析可知,轨道高差引起的指向偏差经过修正可以提高天线的指向精度。     

射电天线口面温度定标

介绍一种天线口面温度定标的方法．当用这个方法对目标源进行温度定标时,由于定标源讯号和目标源讯号均由天线口面同路输入,因此波导和微波器件的传输损耗在定标的过程中被自动消除,因而这种温度定标方法能大大地提高观测资料的精度．目前无线口面温度定标方法除了在射电天文和微波天线测量中应用外,还广泛应用于雷达和无线电技术测量及微波遥感控制等．     

主反射面变形引起的天线指向误差修正方法

射电天线指向精度通常要求小于主波束宽度的1/10, 对于短厘米波段或毫米波段的大口径反射面天线, 指向精度要求高达几个角秒, 对于天线性能目标的实现是个巨大的挑战, 因此对于大口径高频段的反射面天线来说指向问题成为天线性能实现的重要关注焦点. 在众多影响天线指向精度的结构子系统因素中, 对主反射面变形因素的研究很少. 文章结合天线的结构特点建立了反射面空间坐标系统, 并基于变形后主面点的空间坐标值, 提出了3自由度下的非线性最小二乘吻合的方法去精准预测天线指向. 最后利用空间几何关系严格推导出了服务于天线指向误差修正的俯仰和方位的精确调整量, 从而构建了主面变形同指向误差之间的间接关系, 这对大型射电天线指向精度的提升具有一定的指导意义.     

抛物面天线微波全息测量及结果分析

就上海佘山25 m抛物面天线上进行的相位相关法微波全息测量及其测量结果做了一定阐述。文章首先简要提到了微波全息测量技术在国内外的发展情况以及理论依据,其次介绍了我们所建立的测量系统的组成,重点讨论了基于窄带信号测量工作的有效性和准确性,采用自校准的数据处理手段,对测量误差做了估计和实际测试。当前我们已经取得了0.14 mm的测量精度(极限误差为0.2 mm),并分析了影响测量精度的各项因素。