[发明专利]大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法、雷达天线

权利要求书

1.一种大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法包括：

第一步，建立三个右手坐标系，第一个坐标系建立在天线底座中心，为全局坐标系；第二坐标系建立在反射面的顶点处，描述天线方位运动；第三个坐标系建立在反射面的顶点处，描述反射体变形和俯仰运动；

第二步，根据大型反射面天线结构参数和材料属性建立有限元模型；根据风场特性建立大型反射面天线风场分析模型；

第三步，在坐标系中，根据仿真模型，建立主反射面全工况指向偏差测量模型，以最佳拟合抛物面理论和频域积分法为基础，建立测量点的加速度，位置，数量与指向偏差的关系；

第四步，基于全工况指向偏差测量模型基础上，建立4对称点加速度计优化布局模型；通过遗传算法求解这一多变量、离散、非线性模型，从成千上万的结构节点中选出较少测量点；

第五步，根据优化出的测量点数量和位置，在主反射面上布置加速度计，进行测量和指向误差重构。

2.如权利要求1所述的大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述第三步包括以下步骤：

(1)引入模态叠加法建立天线结构振动变形的分析模型：

(2)全工况指向偏差分析模型：

将RST坐标系中的加速度转换到UVW坐标系；

[a_U a_V a_W [1]]＝[a_R a_S a_T [1]]R_T(A_m)R_Y(-(90°-E_m))；

式中，R_T,R_Y分别是绕着T和Y的旋转矩阵；

然后根据求出在UVW坐标系中主反射面指向偏差加速度

通过FFT转换到频域A(h)：

N为采样点数，k为时间步；

为了克服积分常量产生的漂移，采取低频截断滤波，接着通过频域积分得到θ(h)：

式中，f_S为采样率；

通过IFFT将θ(h)转换到时域：

得到分别通过俯仰轴，方位轴补偿的指向偏差ΔE，ΔA：

3.如权利要求1所述的大型反射面天线的风致指向误差实时测量方法，其特征在于，所述第四步具体包括：

(1)通过U和V轴将反射面分成“1”、“2”、“3”、“4”四个区域，四个传感器为一组，如果知道“1”区的一个传感器位置(u_s,v_s,w_s)，s表示第s组传感器；定义一个变量：

δ为脉冲函数，当v_s＞0时，即传感器不在坐标轴上，δ(v_s)＝0，sf＝0；当v_s＝0时，即传感器在坐标轴上，δ(v_s)＝+∞，sf＝1；

然后用u_s,v_s和w_s得出“2”,“3”,和“4”区传感器位置：

上式U_s,V_s和W_s表示第s组传感器的1到4区在主反射面上的位置；

(2)动态优化模型：

find L＝[n₁ n₂...n_i...n_m/4]^T；

式中L代表‘1’区测量点的节点编号；n_i是第i个测量点的节点编号，对应的传感器位置信息为W_E,W_A是俯仰和方位方向的权值；D为天线口径。