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[硕士论文] 王荣理
机械工程 杭州电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:暗能量是目前自然科学研究中的前沿课题,射电天线是暗能量探测的必要设备。本文根据中国科学院国家天文台暗能量探测项目(“天籁计划”)的需求,对项目建设中的天线馈源、天线指向及干涉观测等进行了分析与实验研究。
  首先,进行了天线馈源的仿真与性能分析。对项目前期的宽频带馈源进行了仿真优化,应用电磁仿真软件CST完成了馈源的建模与仿真分析,开展了馈源的微波暗室测试工作。仿真与实测表明,馈源在400MHz~1400MHz的频段内远场辐射方向图对称性较好,电压驻波比小于2.5,回波损耗低于-10°,可满足项目的技术要求。将该馈源和天线反射面结合起来,在天线馈源系统中进行了整体的电性能仿真分析。探讨了馈源安装位置的偏移对天线远场辐射方向图的影响,从而指导了天线馈源的工程安装。
  其次,为了提高天线的指向精度,对阵列天线的指向精度进行了现场硬件校准调试,在硬件调试校准的基础上,利用俯仰偏置法采集到的天线指向数据,进行了软件校准修正算法研究与数据处理分析。通过硬件调试校准与软件修正校准后,阵列单元天线的指向误差均小于0.4°,使其满足了阵列天线对指向精度的需求。
  最后,进行了天线阵列的干涉实验与分析。根据天籁阵列天线系统的建设进度和检验阵列系统的性能需求,参与了阵列系统的前端接收系统、信号传输系统和数据处理系统的联通与调试工作,设计与安装了人工校准源,以滤除射频干扰及标校设备相位。应用初步完成的天线系统对天体标准射电源CasA、CygA,开展了干涉实验工作,验证了系统温度为70K时,天线阵列系统能满足暗能量探测的需求。在此基础上,进行了天线阵列视场内天区的干涉观测实验,并获得了良好的干涉天区成图。
  本文中天线阵列的馈源分析与测试、天线指向校准及天线阵列干涉实验等工作,为推动“天籁计划”项目的进一步发展奠定了一些重要的基础,也为其他类似项目提供了参考。
摘要:随着计算机技术特别是微电子技术的快速发展与普遍应用,许多传统的机械和电子设备与软件技术相结合,促进了传统机电设备的新发展与新应用.文中论述了测长装置的发展历程,着重阐述了基于GPS/BDS(全球定位系统/中国北斗卫星导航系统)技术的智能软件测长仪的测量原理、设计理念和测量流程,提出利用伪距和载波相位相结合求整周模糊度的方法.通过实验验证了软件测长仪具有非接触式测量、直接测距和毫米级测量精度的特点,可开发成智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统设备,其市场应用前景广阔.
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