基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法和装置

本发明涉及天线，更具体地涉及一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法和装置。

背景技术：

1、为了提高信号探测的灵敏度，射电望远镜正朝着大口径、高频段方向发展。大型射电望远镜的主反射面通常是抛物面，影响抛物面天线电性能优劣的主要因素是面形误差。为确保大型射电望远镜、大型雷达能够有效地工作，必须定期检测其反射面形状，及时校正或补偿面形误差，从而让天线性能始终维持在给定指标之上。然而，随着天线口径的不断增大，其受到自身重力、风载荷以及日照温度的影响越来越大，使得检测和维持反射面形状的难度都大大提高。

2、针对反射面的形变测量，目前主要采用了摄影测量法、激光测量法以及射电全息法来测量反射面形变。在用上述这些方法获得实际反射面形状后，可以计算出反射面上各个点的调整量，通过人工、射电望远镜背架上的促动器或可变形平板来直接或间接进行面形调整，便可校正或补偿面形误差。然而，上述这些方法在速度上无法跟上风载荷的变化，也不能实现对风载荷、日照温度影响下天线反射面形变的实时测量，已经不能满足天线的实际工作性能需求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供了一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法和装置。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法，包括：利用放置在天线焦平面的相控阵馈源获取焦面场数据；基于相控阵全息法，根据所述焦面场数据确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值；以及在确定所述与当前天线反射面对应的面形误差均方根值大于等于预设值的情况下，基于共轭场匹配法，根据所述与当前天线反射面对应的形变信息，对所述当前天线反射面进行面形修正处理，直至面形修正后的天线反射面对应的面形误差均方根值小于所述预设值，得到目标天线反射面。

3、根据本发明的实施例，所述利用放置在天线焦平面的相控阵馈源获取焦面场数据，包括：利用放置在天线焦平面的相控阵馈源接收或跟踪扫描沿轴向入射天线的平面电磁波信号获取焦面场数据；其中，所述相控阵馈源包括密集馈源阵列和/或可重构馈源阵列。

4、根据本发明的实施例，所述基于相控阵全息法，根据所述焦面场数据确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值，包括：根据所述焦面场数据通过坐标变换处理、二维傅里叶变换处理、相位变换处理和面形误差求解处理，确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值。

5、根据本发明的实施例，所述在确定所述与当前天线反射面对应的面形误差均方根值大于等于预设值的情况下，基于共轭场匹配法，根据所述与当前天线反射面对应的形变信息，对所述当前天线反射面进行面形修正处理，直至面形修正后的天线反射面对应的面形误差均方根值小于所述预设值，得到目标天线反射面，包括：基于共轭场匹配法，根据所述与当前天线反射面对应的形变信息，确定相控阵馈源中各个阵元的幅度与相位调控值；确定所述相控阵馈源中各个阵元的幅度与相位调控值相对参考阵元的幅度与相位调控值的相对值；以及根据所述相对值对所述当前天线反射面进行面形修正处理。

6、根据本发明的实施例，所述预设值为预定工作波长值的二十分之。

7、本发明的第二方面提供了一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正装置，包括：获取模块，用于利用放置在天线焦平面的相控阵馈源获取焦面场数据；确定模块，用于基于相控阵全息法，根据所述焦面场数据确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值；以及获得模块，用于在确定所述与当前天线反射面对应的面形误差均方根值大于等于预设值的情况下，基于共轭场匹配法，根据所述与当前天线反射面对应的形变信息，对所述当前天线反射面进行面形修正处理，直至面形修正后的天线反射面对应的面形误差均方根值小于所述预设值，得到目标天线反射面。

8、本发明的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述公开的方法。

9、本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述公开的方法。

技术特征：

1.一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用放置在天线焦平面的相控阵馈源获取焦面场数据，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于相控阵全息法，根据所述焦面场数据确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在确定所述与当前天线反射面对应的面形误差均方根值大于等于预设值的情况下，基于共轭场匹配法，根据所述与当前天线反射面对应的形变信息，对所述当前天线反射面进行面形修正处理，直至面形修正后的天线反射面对应的面形误差均方根值小于所述预设值，得到目标天线反射面，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设值为预定工作波长值的二十分之一。

6.一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正装置，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述获取模块，具体用于：

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述确定模块，具体用于：

9.一种电子设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～5中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法和装置。该基于相控阵馈源的天线反射面形变测量与修正方法包括：利用放置在天线焦平面的相控阵馈源获取焦面场数据；基于相控阵全息法，根据焦面场数据确定与当前天线反射面对应的形变信息和与当前天线反射面对应的面形误差均方根值；以及在确定与当前天线反射面对应的面形误差均方根值大于等于预设值的情况下，基于共轭场匹配法，根据与当前天线反射面对应的形变信息，对当前天线反射面进行面形修正处理，直至面形修正后的天线反射面对应的面形误差均方根值小于预设值，得到目标天线反射面。

技术研发人员：孔德庆,汪赞,张洪波,苏彦,朱新颖,薛喜平,刘宇晨
受保护的技术使用者：中国科学院国家天文台
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15