[发明专利]一种应用于月背的大口径射电望远镜系统

权利要求书

1.一种应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于包括：天线干涉阵列、电光转换链路、月面数字中心、中继发射天线、月球中继星和地面数据处理中心；其中，

所述天线干涉阵列通过综合孔径干涉测量原理采集场景辐射信号，将场景辐射信号传输至所述电光转换链路；

所述电光转换链路接收场景辐射信号，对场景辐射信号处理后得到光信号，通过光纤将光信号传输到所述月面数字中心；

所述月面数字中心对光信号进行解调处理得到调制信号，并通过中继发射天线将调制信号传送至月球中继星并进行上变频转发后回送至所述地面数据处理中心进行大数据处理及反演成像。

2.根据权利要求1所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述天线干涉阵列包括中心致密阵和周围稀疏阵；其中，

所述中心致密阵包括多个阵元；其中，多个阵元按照等边三角形周期性排布，整体形成一个正六边形致密阵列；

所述周围稀疏阵沿所述中心致密阵的径向向外扩散。

3.根据权利要求2所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述中心致密阵中相邻两个阵元的距离为20m-25m。

4.根据权利要求2所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述周围稀疏阵的每个臂的第n个阵元的中心距离距离第1个阵元的中心距离正比于n^2.2。

5.根据权利要求2所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：一个阵元是一个天线子阵；其中，每个天线子阵包括偶极子单元、底板、爪型支撑座；其中，所述爪型支撑座的一端与所述底板相连接，所述爪型支撑座的另一端与所述偶极子单元相连接；

天线子阵收拢时可形成一个正方形“盒式”结构，展开时使得四个爪型支撑座同时转动，并呈“花瓣式”展开。

6.根据权利要求5所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：偶极子单元的数量为16个，16个偶极子单元形成一个4×4等间距矩形排布的偶极子阵列结构。

7.根据权利要求5所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述偶极子单元包括四个辐射体、双极化馈电网络和中心支撑杆；其中，

四个辐射体均和所述中心支撑杆相连接；

所述双极化馈电网络设置于所述中心支撑杆的顶端；

每个辐射体包括馈电臂、辐射臂、伸缩臂和短路臂；其中，所述馈电臂的一端与所述中心支撑杆相连接，所述馈电臂的另一端与所述辐射臂的一端相连接，所述辐射臂的另一端与所述伸缩臂的一端相连接，所述伸缩臂的另一端与所述短路臂的一端相连接，所述短路臂的另一端与所述中心支撑杆相连接。

8.根据权利要求1所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述天线干涉阵列的输出响应通过如下公式得到：

其中，R_c为天线干涉阵列的输出响应，为源亮度，/为方向矢量，v为观测频率，/为基线函数，c为光速，dΩ为立体角积分。

9.根据权利要求1所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：所述天线干涉阵列为二维天线阵列时，天线干涉阵列的远场方向图为

F(u,v)＝f_e(u,v)AF(u,v)；

其中，θ和/分别表示天线干涉阵列在三维空间的俯仰角和方位角，f_e(u,v)表示阵列单元有源方向图，AF(u,v)为阵因子，u和v均为空间频率函数。

10.根据权利要求9所述的应用于月背的大口径射电望远镜系统，其特征在于：阵因子AF(u,v)为：

其中，A_mn为二维矩阵第(m，n)个阵元激励幅度，m和n均为计数单位，M为矩阵行数，N为矩阵列数，k为波矢量，λ为自由空间波长，d为阵列间距。/