[发明专利]主焦馈电式射电望远镜指向精度提升机构及自调节方法

说明书

本发明公开了主焦馈电式射电望远镜指向精度提升机构及自调节方法，首先通过数值计算方法计算出主反射面变形后的焦点位置相对变形前焦点位置的位移量；然后，通过X、Y、Z三个方向的调整实现主反射面变形后主焦接收机的位置自适应调整；接着，针对主反射面上一些因遮挡效果等因素导致的变形极不规则的地方，通过主焦接收机绕Z轴转动以及微型促动器对喇叭口进行微调的方式，以满足主焦馈电式大型射电望远镜较高的指向精度要求，很好地解决了主焦馈电式大型射电望远镜在受到非均匀日照产生热变形后的指向精度问题。

技术领域

本发明属于大型射电望远镜技术领域，具体涉及一种主焦馈电式射电望远镜指向精度的提升机构及其自动调节主焦馈电式射电望远镜指向精度的方法。

背景技术

指向精度是射电望远镜最重要的性能指标之一，特别是大口径、高频段射电望远镜，一般要求指向偏差小于天线半功率宽度的10％。射电望远镜指向精度受到其结构自身重力、风载、温度等外部因素的影响。对于结构自身造成的影响，一般会在设计阶段加以考虑，从而尽量减小误差的产生；对于风载，一般会考虑在极限载荷等情况下进行结构保全分析。然而对于温度载荷，由于射电望远镜长期暴露在外界自然环境中，长期受到非均匀日照、周期性变化气温等的影响，其结构内外表面不断以辐射、对流和传导等方式与周围环境进行热交换，且由于大型射电望远镜观测时间的变化、观测目标的不同，其受到非均匀日照后的遮挡效果的变化等因素，使得其主反射面的热变形无规律可循，因此由于非均匀日照的影响，提高大型射电望远镜的指向精度成为一个难题。

发明内容

本发明的目的在于主焦馈电式大型射电望远镜在受到非均匀日照产生热变形后的指向精度问题，提供一种主焦馈电式射电望远镜指向精度提升机构及自调节方法。

本发明主焦馈电式射电望远镜指向精度提升机构，包括二轴移动平台、转台、主焦接收机、伸缩套筒和Z向滚珠丝杠；所述的转台由二轴移动平台驱动；所述的Z向滚珠丝杠包括螺杆和与螺杆构成螺旋副的螺母；Z向滚珠丝杠的螺杆与转台构成转动副，并与刹车电机的输出轴固定；刹车电机的底座固定在转台底面；Z向滚珠丝杠的螺母与伸缩套筒固定；伸缩套筒与转台构成滑动副；所述的主焦接收机包括旋转电机、减速器、促动器平台、促动器和喇叭口；旋转电机的底座固定在伸缩套筒底部；旋转电机的输出轴与促动器平台通过减速器连接；所述的喇叭口与促动器平台通过沿喇叭口周向均布的多个促动器连接；馈源固定在主焦接收机的喇叭口上，二轴移动平台固定在主焦馈电式射电望远镜的主反射面上；

所述的减速器包括两个双联齿轮；所述的双联齿轮由固定在一起且轮齿错位排布的两个齿轮组成；其中一个双联齿轮与旋转电机的输出轴固定，另一个双联齿轮与促动器平台固定；其中一个双联齿轮的两个齿轮与另一个双联齿轮的两个齿轮分别啮合；

所述的促动器平台与伸缩套筒底部构成转动副，具体为促动器平台与伸缩套筒之间设置滚珠。

优选地，所述的二轴移动平台包括支架、Y向联接板、X向桁架、X向滚轮、X向联接板、Y向滚轮、X向滚珠丝杠和Y向滚珠丝杠；所述的X向滚珠丝杠和Y向滚珠丝杠均包括螺杆和与螺杆构成螺旋副的螺母；Y向滚珠丝杠的螺杆与支架底面构成转动副，Y向滚珠丝杠的螺母与Y向联接板固定；Y向联接板顶部铰接有Y向滚轮，Y向滚轮与支架构成滚动摩擦副；X向桁架与Y向联接板底面固定；X向滚珠丝杠的螺杆与X向桁架底面构成转动副，X向滚珠丝杠的螺母与X向联接板固定；X向联接板顶部铰接有X向滚轮，X向滚轮与X向桁架构成滚动摩擦副；转台与X向联接板固定；Y向滚珠丝杠和X向滚珠丝杠的螺杆与两个驱动电机的输出轴分别固定，Y向滚珠丝杠上的驱动电机的壳体固定在支架上，X向滚珠丝杠上的驱动电机的壳体固定在X向桁架上；驱动电机由控制器控制。

该主焦馈电式射电望远镜指向精度提升机构提升主焦馈电式射电望远镜指向精度的方法，具体如下：

步骤一、将馈源固定在主焦接收机的喇叭口上，二轴移动平台固定在主焦馈电式射电望远镜的主反射面上，使喇叭口上的馈源位于主反射面的焦点位置处。