110米高精度全可動(dòng)反射面天線(xiàn)軌道不平度及其對(duì)指向精度的影響.pdf

1、隨著天文觀測(cè)和空間探索活動(dòng)的日趨活躍，我國(guó)擬在新疆建造110米口徑超大型全可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡QTT(Qi Tai Telescope)，建成后的110米射電望遠(yuǎn)鏡將能感知所觀測(cè)天區(qū)內(nèi)更遙遠(yuǎn)、更暗弱的天體發(fā)出的電磁波，全面推進(jìn)我國(guó)與世界射電天文事業(yè)的發(fā)展。
　　對(duì)QTT天文望遠(yuǎn)鏡而言，要求其工作頻率范圍為150MHz-115GHz，反映在天線(xiàn)指向精度上，要求重復(fù)指向誤差低于1.19角秒。這對(duì)于自重近6000噸、高度達(dá)30層樓，反射面的面

2、積相當(dāng)于26個(gè)籃球場(chǎng)的龐大金屬結(jié)構(gòu)而言，其難度是可想而知的。影響天線(xiàn)指向精度的因素有兩方面，一是天線(xiàn)本身，如反射體、座架的慣性與彈性變形，俯仰軸與方位軸系誤差，方位軌道的不平度等。二是服役環(huán)境，如風(fēng)、溫度、雨雪等。本文主要研究軌道不平度及其對(duì)天線(xiàn)指向精度影響的問(wèn)題，具體包括以下三個(gè)方面。
　　1、提出了QTT軌道不平度的粗精混合描述模型。根據(jù)軌道不平度同時(shí)包含長(zhǎng)周期慢變、短周期快變的特點(diǎn)，提出應(yīng)用傅里葉級(jí)數(shù)描述前者、W-M分形函數(shù)

3、描述后者的粗精混合描述思想，推導(dǎo)了具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式。并將其應(yīng)用于美國(guó)綠岸GBT100m、墨西哥50m以及北京密云50m射電望遠(yuǎn)鏡方位軌道的描述，得到了較為滿(mǎn)意的結(jié)果。
　　2、建立了基于軌道不平度描述函數(shù)的QTT指向精度模型。針對(duì)影響QTT反射面指向精度的諸多因素，給出了相應(yīng)的指向精度函數(shù)模型，進(jìn)而導(dǎo)出了軌道不平度與天線(xiàn)指向誤差的定量關(guān)系。為QTT軌道不平度的逆向工程設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　3、探討了天線(xiàn)軌道設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定