米射电望远镜天线测量技术.pptVIP

65米射电望远镜 天线测量技术;内容;随着射电天文技术的发展，已研制出各种电尺寸很大的天线。大口径射电望远镜天线测量面临严峻挑战。本文简述了65米射电望远镜天线的基本特性。提出了利用卫星源和射电源相结合的方法，完成65米射电望远镜天线的电性能参数测量。阐述了第一旁瓣电平、不同仰角天线效率和地面噪声温度的测量原理和方法程序。给出了65米望远镜在低频段（L波段、S波段、C波段和X波段）的测量结果。测试结果均满足研制任务的技术要求。 ; ;德国埃费尔斯贝格100米可跟踪射电望远镜天线，1972建成;美国格林班克110米?100米可跟踪的射电望远镜天线，2000年8月启用;;国内射电天文领域： 五十四研制的北京密云50米射电望远镜 五十四研制的上海天文台65米射电望远镜 亚洲第一，世界第四 FAST望远镜：正在建设中，口径500米的 固定望远镜 ;工作频段: UHF波段 L波段 S波段 X波段 Ku波段;上海天文台65米射电望远镜;65米射电望远镜： 2012年10月28日落成典礼，中央电视台新闻中心策划播出了《打开“天眼”》特别节目，CCTV4、CCTV9、CCTV13全程直播了落成启用仪式，跟踪望远镜的首次科学探测活动，并深度解读了望远镜研制过程及技术创新点 65米射电望远镜入选2012年度国防科技工业十大新闻 65米射电望远镜入选2012年中国十大科技新闻 ;;FAST500米望远镜 ——正在建设中;FAST望远镜是利用我国贵州的喀斯特地貌建造的大型球面望远镜天线，口径500米，70MHz-3GHz;大型射电望远镜安装调试完成后，在安装现场进行天线电性能测量是非常重要的。目前天线测量常用方法有： 近场测量技术 紧缩场测量技术 远场测量技术;近场测量;紧缩场测量;远场测量;显然，目前发展迅速的近场测试和紧缩场测试是无法解决大型射电望远镜天线测量的；远场测试仍然是测试天线的主要手段。众所周知，远场测试的首要条件是满足远场最小测试距离条件，即测试距离R?2D2/? (其中D为天线口径，?为工作波长)。 ;65米射电望远镜最小测试距离;显然，在天线安装现场，用常规的场地法完成天线的辐射特性测量会遇到很多困难，其中最难满足的是远场测试距离条件，其次地面反射和周围环境对天线性能的影响亦是不可避免的。因此，采用场地法来完成大型射电望远镜天线的电性能测量几乎是不可能的。; 利用射电源（或空间源）和同步轨道静止卫星上的信标信号测量大电尺寸天线的电参数无疑能充分满足远场测试距离条件，而且克服了场地法的地面反射及环境影响等问题。因此我们提出了采用卫星源和射电源相结合的方案，完成射电望远镜天线的电参数测量。简述了65米射电望远镜测量技术，并给出了测量结果。 ;上海天文台65米口径全方位可跟踪射电望远镜，采用修正型卡塞格伦抛物面天线，全部采用高精度实面板，座架为轮轨式，方位/俯仰型。可工作于L、S、C、X、Ku、K、Ka和Q波段，其中S/X、X/Ka为双频观测。该望远镜高达70米，重量约2700吨，反射面精度0.3mm，指向精度为3角秒。表1所示为65米射电望远镜天线主要电性能指标。;表2 65米射电望远镜天线主要电性能指标;第一旁瓣电平采用卫星源法进行测量。 随着卫星通信技术的发展，同步轨道卫星资源丰富。;地球同步轨道静止卫星离地面的距离约为36000公里，无疑满足大型射电源望远镜测量的远场距离条件，其缺点是测量频段受卫星转发器的频段的限制，目前常用的卫星工作波段如下：;频段名称;;测量原理方程为:;波段;第一旁瓣电平测量结果;;;;;优点;天线效率是天线最重要的电参数之一。对于大型射电源望远镜天线，由于重力变形的影响，不同仰角时天线表面公差是不一样的，引起天线增益损失不同，因此测量射电望远镜不同仰角的效率是非常重要的。;LNA;测量出射电望远镜指向射电源的剩余温度，利用下式计算天线效率：;由方程（1）可知，要测量出天线效率，确定以下三个参数：;射电源剩余噪声温度Tas测量;测量天线指向射电源和冷空时的Y因子，可确定射电源剩余噪声温度：;;大气吸收衰减曲线;大气衰减一般利用ITU建议的模型进行计算;用射电源测量天线电参数时，当不满足点源条件时，应考虑射电源的角尺寸修正。下表为常用射电源的角尺寸如下：;65米射电望远镜半功率波束宽度估算结果（70λ/D);波束修正因子K2与射电源的亮温度分布和天线方向图的形状有关。其计算公式如下： ;对于标准的离散射电源(常用的有：仙后座A(CasA)、金牛座A（TauA）和天鹅座A（CygA）和室女座等)，其波束展宽修正因子可用下式进行计算。 ;2013年全国天线年会;K2的精确计算;频段;天线仰角(°);射电源法测量天线电参数特点;;LNA