[发明专利]一种天线副反射面支撑腿变形在线测量装置及测量方法

说明书

本发明提供一种天线副反射面支撑腿变形在线测量装置，所述天线的副反射面的每个支撑腿上布置有多组光纤光栅传感器和多个温度传感器。本发明还提供一种天线副反射面支撑腿变形在线测量方法。本发明的天线副反射面支撑腿变形在线测量装置针对光纤光栅传感器测量的应变既含有温度影响又含有应力影响的问题，提出通过使用应变传感器来补偿应变误差，实现了全天候下反射面副反射面支撑位置的是实时测量。

技术领域

本领域属于天线结构领域，具体涉及一种天线副反射面支撑腿变形在线测量装置及测量方法。

背景技术

如图1所示为现有的射电望远镜天线的结构，现有的射电望远镜天线200的副反射面201通过四根均匀排布于主反射面202的圆周上的四个撑腿203与主反射面202连接，对于大口径的射电望远镜天线100而言，由于撑腿203变长，其与副反射面201的组合结构刚度下降，天线在观测时撑腿组合结构除了受重力影响外极易受环境载荷影响，从而导致副反射面201的位姿发生变化，进而影响天线指向精度和效率，尤其对于高频段天线而言。为了获得副反射面201的位姿变化对天线性能的影响关系，为天线的副反射面201的调整、性能补偿提供有效输入，首先需要实时获得副反射面201的位姿变化信息。

对大型天线结构的变形测量，目前均采用非接触测量(摄影近场测量、激光跟踪仪、全站仪等)在傍晚日落时对天线反射面仅由重力引起的结构系统变形进行测量，建立结构重力变形离线表，通过查表法对结构变形对天线系统的影响进行补偿。由于大型天线结构位置高、测量面积大，非接触测量周期长、使用额外设备(如吊车)、且受外界环境光影响较大，因此，变形测量不能做到对天线副反射面位姿进行全天候实时跟踪测量，往往只能在傍晚日落时，外界环境光影响较小时，才能对天线反射面仅由重力引起的结构系统变形进行测量。而对于由温度引起的天线结构随机变形，由于其一般发生在受外界环境光影响较大的白天，所以不能测量。因此，射电望远镜高频段工作时间每天仅约4个小时，如果遇到下雨、刮风等恶劣气候，则进一步缩减其工作时间。据报道，国外110米射电望远镜最高工作频段时间一年加起来总计约15天。

光纤光栅传感器因其体积小、质量轻、易于埋设、不受电磁等外界环境干扰(一方面传感器本身不受外界电磁环境影响，另一方面也不会对外界产生电磁干扰，故特别适用于天线结构测量)的特点，因此是天线结构变形应变采集的理想传感器。由于光纤光栅受应力、应变或温度的影响时,其反射波长都要发生相应变化，因此，采用现有技术通过光栅传感器对结构形变进行测量时，温度变化引起的光纤光栅波长变化将会与结构变形造成的应变耦合在一起，影响了传感器对于结构变形引起的应变值进行准确测量，进而影响对结构变形的位移值的测量，无法实现对天线副反射面支撑腿变形的全天候实时测量。

因此，如何实现对天线副反射面支撑腿变形进行全天候实时测量成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用光纤光栅应变传感器的天线副反射面支撑腿变形在线测量装置及测量方法，以避免温度对光纤光栅应变传感器测量的影响，实时确定天线副反射面支撑腿变形。

为了实现上述目的，本发明提供了一种天线副反射面支撑腿变形在线测量装置，所述天线的副反射面的每个支撑腿上布置有多组光纤光栅传感器和多个温度传感器。

多组光纤光栅传感器分别沿支撑腿的轴向离散分布，且分别沿所述支撑腿的外表面周向对称离散分布。

每个支撑腿均包括多个均分的单元。

每个单元的长度为1米到2米。

所述每个支撑腿的每个单元上的光纤光栅传感器的数量为2-7组，且每组光纤光栅传感器的数量为3个，每个支撑腿的每个单元上的温度传感器的数量为2-7个。

所述光纤光栅传感器和温度传感器均采用环氧树脂胶水黏贴固定在支撑腿的表面上。

另一方面，本发明还提供一种天线副反射面支撑腿变形在线测量方法，其特征在于，包括：