[发明专利]射电望远镜的副面自适应调焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及天文观测领域，具体涉及一种射电天文望远镜的副面自适应调焦方法。

背景技术

运行在自然环境下的大口径射电望远镜的焦距会随着环境温度的变化而变化，焦距变化 从而可能引起成像质量的显著变化，可以用调节副面的方法来补偿焦距变化，有的射电望远 镜采用每过一段时间通过信噪比好的射电源调焦，找到好的副面位置，然后观测的方法，这 种方法受调焦源的限制，有时候没有合适的源调焦，而且还浪费时间。

13.7m射电望远镜的天线采用热膨胀较大的铝制背架，属低造价天线，工作在对毫米波 透明的天线罩内，天线罩不隔热。射电望远镜天线运行在海拔3200m的高海拔地区，昼夜环 境温差高达25℃。望远镜在昼夜温差变化幅度大的自然环境下运行，天线面板和背架的温度 随环境温度变化，且各处存在温差，天线热变形严重，焦距变化更为严重。现有的望远镜温 控设备运行费用昂贵，且无法满足温控要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有天线面板随温度变形，导致焦距变化，天线效率变化，观测 对象源的流量或强度的数据精度下降，常规情形下焦距变化量难以确定的缺陷，提供一种射 电望远镜的副面自适应调焦方法。

实现本发明目的的技术方案是：射电望远镜的副面自适应调焦方法，包括下列步骤：

1、在天线面板和背架上安装温度传感器；

2、用天文方法进行副面纵向调焦，记录包括每每一轮调焦拟合出的调焦量、每一轮中源强度 最大值对应点观测的时间、天线位置、各温度传感器的温度值在内的调焦信息；

3、根据上述调焦记录信息，分析调焦量与温度及面板和背架间温差的规律，得出调焦量与面 板和背架之间的平均温差(面板平均温度减背架平均温度)之间的关系；

4、副面控制程序利用步骤3得出的关系进行自适应调焦：根据温度传感器测出的温差，依据 调焦量与面板和背架之间的温差之间的关系实时计算出副面调焦量，实时修正副面，使副 面处于焦距适宜的位置。

上述步骤2中的副面纵向调焦方法具体包括：副面在主动控制(即重力形变修正控制)的 基础上，Z方向(靠近或远离主面方向)平移副面，移动步长为1/4l(l为望远镜工作波长) 左右，移动范围为±2l左右，每移动一次都对某个信噪比好的点源(行星或谱线点源)进行 观测，每个副面对应的位置得到一个源的强度，找到源强度最大时的副面位置，此后在该副 面位置附近调焦，当观测强度降到源强度最大值的70％左右时，再反方向调焦，如此反复调 节。调焦时间最好选择在温差跨度大，天气晴朗的时候进行，调焦需要不间断的做一个昼夜 甚至更长时间。

本发明的有益效果是，通过副面调焦，源的观测强度不再随温差变化，强度与俯仰的关系 成线性变化；得出调焦量跟面板与背架之间的温差存在线性关系，自适应调焦后强度稳定性 提高，观测强度比应用前提高，天顶方向天线效率比原来提高了15％。

附图说明

图1是本发明实施例1中面板和背架上安装的温度传感器示意图

图2本发明实施例1调焦量与温差的关系图

具体实施方式

下面结合附图和实施例进行说明。

实施例1

射电望远镜的副面自适应调焦方法，包括下列步骤：

(1)天线上安装温度传感器

在天线面板下面、背架上下两边，安装上温度传感器，温度传感器安装位置应均匀分布， 本发明中温度传感器选用TDC温度传感器。安装位置如图1所示，面板及背架温度传感器分 布图，每个位置3个传感器，分别位于面板、背架上边、背架下边。

(2)用天文方法进行副面纵向调焦：