[发明专利]射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法

权利要求书

1.射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：采用多频梳状谱信号作为发射源，通过主接收路和参考接收路的两路接收端同时接收多频射频信号，通过对两路接收端进行FFT和互相关运算得到多频频域复数值，然后对多频频域复数值进行修正和网格重整，并逐一反演至望远镜口面场进一步得到多频信号对应的天线面形误差分布图与面形误差RMS，最后取平均得到最终的射电望远镜天线面形误差分布与RMS。

2.根据权利要求1所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：所述的发射源与接收端的距离R满足：其中D为被测天线口径，λ为工作波长，测量过程中发射源位置固定。

3.根据权利要求2所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：所述的参考接收路位于抛物面天线面板主焦点处不动，主接收路采用栅格扫描的方式绕发射源运动，接收发射源信号。

4.根据权利要求3所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：所述的主接收路采用栅格扫描的方式绕发射源运动的具体方法为：若具有N*N矩阵式采样点，则先确定一中心点，开始扫描前主接收路移动到中心点做一次中心校准，每扫描一行采样点结束后回中心点做一次中心校准，直至扫描结束最后回中心点做一次中心校准，即采样点共计扫描N*N次，中心点校准的次数为N+1。

5.根据权利要求4所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：所述的发射源发射的多频梳状谱信号包含M个频点，对于某一特定频率的频点，其主接收路和参考接收路FFT互相关之后所生成的是一组实部加虚部的频域复数值，故主接收路和参考接收路FFT互相关之后一共生成M个频域复数值，所述的数字采集相关器采用Labview的FFT内核模块、运算器、自定义内存、FIFO、以及队列管理模块通过图形化编程获得主接收路和参考接收路FFT互相关之后的频域复数值；在每一个栅格扫描的位置上都进行主接收路和参考接收路FFT互相关运算，生成一系列的复数数据。

6.根据权利要求5所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：所述的主接收路在扫描过程中，按照指令做俯仰和方位运动，主接收路天线将所处的网格编号、俯仰、水平角度信息以及接收的多频信号信息保存并发送至处理单元计算被测射电望远镜天线面形误差分布与RMS。

7.根据权利要求6所述的射电望远镜天线多频同时互相关近场全息测量方法，其特征是：处理单元处理计算望远镜天线面形误差分布与RMS的具体方法包括以下步骤：

步骤一、扫描数据平均处理：将接收到的信息中的每个采样点重复采样的数据取平均，得到M组采样点数为N*N点的实部与虚部数据，并进一步得到其对应的复数，

步骤二、中心校准数据平均处理：将中心校准的数据取平均，得到M组采样点数为N+1的实部与虚部数据，并进一步得到其对应的复数，

步骤三、拟合中心校准数据，并用拟合曲线数据对扫描数据做校正：即将步骤二获得的中心校准数据采用插值法获得拟合曲线的数据，再用步骤一处理后的扫描数据除以该拟合曲线的数据，得到校正后的方向图复分布函数；

步骤四、修正像场旋转：即望远镜天线口面中心与旋转中心不重合导致在天线运动过程中产生的附加光程与视差效应的影响，修正方法为采用旋转矩阵对将步骤三处理得到的方向图复分布函数的数据做相位修正；

步骤五、根据望远镜天线反射面口面中心与参考喇叭中心到信标源的距离不同，修正步骤四得到的数据的近场相位；

步骤六、对步骤五修正后的所有数据做局部插值，得到近场二维辐射方向图的振幅与相位分布；

步骤七、将步骤六得到的振幅与相位分布进行傅里叶逆变换得到望远镜天线口面场振幅与相位分布；

步骤八、修正口面场的轴向偏焦误差：即根据已知的轴向偏焦误差计算出其引入的口面场光程差，并将该光程差补入步骤七得到口面场复分布函数中，得到口面场相位分布；

步骤九、修正被测望远镜天线主焦馈源喇叭的相位分布对口面场相位分布的影响：即用步骤八得到的口面场相位分布减去主焦馈源喇叭的相位分布，得到线性相位；

步骤十、曲面拟合修正常数和线性相位，馈源偏移的贡献，计算出各频点对应的天线面形误差分布图与其RMS值；

步骤十一、将得到的所有频点对应的望远镜天线面形误差分布图取平均得到最终的天线面形误差分布图，并求其RMS。