一種基于歐幾里得范數(shù)意義下的最佳最小二乘解分析拋物面天線反射面精度的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于歐幾里得范數(shù)意義下的最佳最小二乘解分析拋物面天線反射面精度的方法，所述方法步驟如下：一、對(duì)拋物面天線反射面精度進(jìn)行測(cè)量；二、確定擬合方程；三、將測(cè)量值代入寫成矩陣的擬合方程中；四、定義系數(shù)矩陣和z向量；五、求系數(shù)矩陣A的Moore-Penrose廣義逆A+；六、求方程參數(shù)β；七、得到參數(shù)β后代入下式即得到拋物面的焦距f值；八、計(jì)算均方根RMS值。本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量方法，計(jì)算簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】-種基于歐幾里得范數(shù)意義下的最佳最小二乘解分析拋物 面天線反射面精度的方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種非接觸式天線反射面精度分析方法，具體涉及一種歐幾里得范數(shù) 意義下的最佳最小二乘解分析反射面精度的方法。 【背景技術(shù)】
[0002] 天線是無(wú)線電波的發(fā)射與接收裝置。天線的用途很廣泛，只要利用電磁波來(lái)傳遞 信息的地方都要用到天線，如廣播、電視、遙感玩具、手機(jī)通信、無(wú)線上網(wǎng)、物流快遞跟蹤服 務(wù)、電子對(duì)抗等等。因天線面的精度直接影響天線的方向圖，制約著天線的口面效率和增 益，直接決定天線反射面的最短工作波長(zhǎng)。拋物面天線反射面是將微小的衛(wèi)星信號(hào)聚集起 來(lái)。它的精度直接影響對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的聚集效果。而拋物面天線的核心構(gòu)件是反射面，反射 面的機(jī)械精度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心，直接影響天線的電氣性能。所以，天線的精度決定著天線 的性能。
[0003] 非接觸式測(cè)量方法是一種可以通過(guò)不接觸被測(cè)物，卻能對(duì)被測(cè)物進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量的 試驗(yàn)方法。攝影測(cè)量方法作為一種非接觸式的測(cè)量技術(shù)，已成為柔性薄膜結(jié)構(gòu)位置測(cè)量經(jīng) 常采用的一種方法。非接觸式攝影測(cè)量法是通過(guò)對(duì)不同角度上相機(jī)拍攝到的同一靶點(diǎn)的圖 像信息進(jìn)行處理，可以得到相應(yīng)靶點(diǎn)的空間位置三維坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)非接觸式對(duì)微小變形 的測(cè)量。
[0004] 充氣展開天線具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，并逐漸代替機(jī)械展開天線，成為未來(lái)空 間研究利用的重點(diǎn)。高精度充氣結(jié)構(gòu)已經(jīng)引起了國(guó)際的高度重視，而結(jié)構(gòu)精度影響著充氣 展開天線能否成功展開、使用壽命和性能。所以，研究精度問題具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用背景。 高精度空間充氣天線是未來(lái)空間任務(wù)的重點(diǎn)之一，目前已引起國(guó)際高度關(guān)注，而對(duì)于充氣 天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，型面精度的測(cè)量以及模擬分析將是未來(lái)大型充氣展開天線研究的技術(shù)基 礎(chǔ)。
[0005] 潘紅兵對(duì)6. 2m衛(wèi)星接收天線反射面的精度進(jìn)行檢測(cè)，并簡(jiǎn)明扼要地介紹天線反 射面精度的檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)處理方法，但并沒有具體計(jì)算出數(shù)值。錢宏亮等人以上海65m 天線結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其主反射面面形精度問題展開研究。他們首先說(shuō)明了反射面最佳 擬合拋物面的求解方法和面形精度的計(jì)算方法，然后分析了結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)、溫度作用對(duì)反射 面面形精度的影響，并給出了分析結(jié)果，分析時(shí)考慮了不同風(fēng)速、不同俯仰角、非均勻溫度 場(chǎng)及反射面的影響。研究表明，主反射面的最佳安裝調(diào)整角為48.9°，由此求得重力荷載下 的精度最大值為〇. 73mm。沈龍等人對(duì)16m大口徑天線反射體分系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)分析，計(jì)算 得到天線主反射體表面的變形量，應(yīng)用"最佳吻合拋物面"理論分析，計(jì)算出實(shí)際天線主面 相對(duì)最佳吻合拋物面的型面精度。
[0006] 武斌功采用了直角坐標(biāo)（X，y，Z)三次樣條曲線擬合方法和極坐標(biāo)三次樣條曲線 擬合方法解決了某大型雙彎曲曲面天線的測(cè)試問題。對(duì)于雙電子經(jīng)緯儀測(cè)試坐標(biāo)點(diǎn)，經(jīng)曲 線擬合可以找到對(duì)應(yīng)的理論坐標(biāo)點(diǎn)，利用他編寫的計(jì)算程序軟件將所有的實(shí)際測(cè)試坐標(biāo)值 計(jì)算出整個(gè)天線反射面的均方根誤差值，該誤差值大約在〇.25_左右。李明濤等人利用 兩臺(tái)徠卡Τ3000電子經(jīng)緯儀組成一套工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)，先對(duì)兩把不同長(zhǎng)度的基準(zhǔn)尺觀測(cè)定向 解算建立了測(cè)量坐標(biāo)系，再通過(guò)確定觀測(cè)圓周內(nèi)工件的最佳測(cè)量位置，確定了某一標(biāo)準(zhǔn)拋 物面型天線的焦距等相關(guān)參數(shù)及其測(cè)量精度，并得出標(biāo)志點(diǎn)位坐標(biāo)偏差及擬合結(jié)果表，如 表1所示。
[0007] 表1標(biāo)志點(diǎn)位坐標(biāo)偏差及擬合結(jié)果表
【權(quán)利要求】
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104091018SQ201410323290
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】杜娟, 譚惠豐, 林國(guó)昌, 衛(wèi)劍征 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)