极坐标型天线在CSRH中的应用.pdfVIP

学兔兔 辍 坐 标 型 天 线 在 CS RH 中 的 应 用术 口 李建军 口 贾彦辉 中国电子科技集团公司第五十四研究所 石家庄 050080 摘 要：由于天体相对于地球的运动特殊性，选择极坐标型天线座作为CSRH工程天线阵的基础单元。研究了极坐标 型天线座的工作原理、结构特征及控制方法，结合实际的技术指标，设计了由100个天线组成的天线阵。研究内容对于极 坐标型天线设计具有重要的指导意义。 关键词：极坐标型天线 赤经轴 赤纬轴 CSRH 中图分类号：TH761；TN82 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2014)11-0036—02 为了探索太阳爆发活动的起源与发生规律 ．中国 CSRH天线阵的每个天线单元 由宽带馈源 、天线 科学家在国际上首次提出了研制新一代高空间一频率一 面 、天线座 、伺服控制等组成 ，本文主要介绍极坐标型 时间分辨率的中国射电宽带频谱日像仪(CSRH)。其主 天线座。 要特点就是采用综合孔径技术 ．实现高空间分辨率成 基于 CSRH射电宽带频谱 日像仪的高空间分辨率 像 ，采用宽带馈源实现高频率分辨和高时间分辨的要 成像要求 ．在 3 km基线 内建设的由 100个天线组成的 求…。因此 ，CSRH要求在 3 km基线 内建设 由 40个天 天线阵必须实现对太 阳跟踪的步调一致 ．低频阵的稳 线组成的低频阵 、60个天线组成的高频阵。为实现由 定度小于 2 mm，高频 阵的稳定度小于 O．3 mm；天线的 100个天线组成的天线阵对太 阳的精密跟踪且步调一 指向精度小于 2 ：赤经轴转动范围为~90。，赤纬轴转动 致 ，达到高空间分辨率成像要求 。天线座架需要采用极 范围为~30。：天线恒动速度 0．25。／rain，快动速度 60。／ 坐标运动控制策略_2j。 rain；8级风正常工作 ，l2级风不破坏 。 针对技术指标要求 极坐标天线采用赤经轴简支， 1 极坐标型天线工作原理 且与赤纬轴垂直相交的结构形式。该构型的优点为 ：赤 极坐标型天线有两个转轴——赤经轴、赤纬轴。赤 经轴及轴承受力 良好 ；两轴垂直相交 ，只需平衡赤 纬轴 经轴 (又称极轴 )位于下端 ，与地球的转轴平行 ；赤纬轴 即可；天线对赤经轴的转动惯量及风力矩最小。该构型 位于赤经轴上端，与赤经轴互相正交，即与地球的转轴 的缺点是 ：赤经轴的刚度变形对天线指向精度影 响较 垂直[引。 大 ；赤纬轴转动范围较小。因此 ，必须对天线座各组成 因为天体式运动的轴线是地球的自转轴，为了使 结构进行优化设计，满足天线刚度、强度、谐振频率、运 赤经轴与地球转轴平行 ，赤经轴与地 面的夹角应等于 动速度及运动范围等指标需求 。 当地的纬度。在南北极，纬度为 90。，赤经轴与地面垂 天线座由赤经轴机构 、赤纬轴机构 、底座 3部分组 直 ，即A—E型天线 ；在赤道上 ，纬度为 0。，赤经轴与地 成 ，如图 2所示 。 面平行 ，即 —y型天线…。 因为采用极坐标型天线 ．所 以。 首先需测量天线安装位置的纬度 ，设 计 赤经轴与 地面 的夹角等 于 当地 的 纬度 ；然后根据太 阳的赤纬角 ，调 整 赤纬轴 ，使天线对 准太 阳；只转 动赤 经轴 ．抵 消地球 的转 速 。就能使 天线 始终对准太阳，如图 1所示。