天籟陣列天線饋源與指向及干涉實驗研究.pdf

1、暗能量是目前自然科學(xué)研究中的前沿課題，射電天線是暗能量探測的必要設(shè)備。本文根據(jù)中國科學(xué)院國家天文臺暗能量探測項目（“天籟計劃”）的需求，對項目建設(shè)中的天線饋源、天線指向及干涉觀測等進行了分析與實驗研究。
　　首先，進行了天線饋源的仿真與性能分析。對項目前期的寬頻帶饋源進行了仿真優(yōu)化，應(yīng)用電磁仿真軟件CST完成了饋源的建模與仿真分析，開展了饋源的微波暗室測試工作。仿真與實測表明，饋源在400MHz～1400MHz的頻段內(nèi)遠(yuǎn)場輻射方向

2、圖對稱性較好，電壓駐波比小于2.5，回波損耗低于-10°，可滿足項目的技術(shù)要求。將該饋源和天線反射面結(jié)合起來，在天線饋源系統(tǒng)中進行了整體的電性能仿真分析。探討了饋源安裝位置的偏移對天線遠(yuǎn)場輻射方向圖的影響，從而指導(dǎo)了天線饋源的工程安裝。
　　其次，為了提高天線的指向精度，對陣列天線的指向精度進行了現(xiàn)場硬件校準(zhǔn)調(diào)試，在硬件調(diào)試校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，利用俯仰偏置法采集到的天線指向數(shù)據(jù)，進行了軟件校準(zhǔn)修正算法研究與數(shù)據(jù)處理分析。通過硬件調(diào)試校準(zhǔn)

3、與軟件修正校準(zhǔn)后，陣列單元天線的指向誤差均小于0.4°，使其滿足了陣列天線對指向精度的需求。
　　最后，進行了天線陣列的干涉實驗與分析。根據(jù)天籟陣列天線系統(tǒng)的建設(shè)進度和檢驗陣列系統(tǒng)的性能需求，參與了陣列系統(tǒng)的前端接收系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的聯(lián)通與調(diào)試工作，設(shè)計與安裝了人工校準(zhǔn)源，以濾除射頻干擾及標(biāo)校設(shè)備相位。應(yīng)用初步完成的天線系統(tǒng)對天體標(biāo)準(zhǔn)射電源CasA、CygA，開展了干涉實驗工作，驗證了系統(tǒng)溫度為70K時，天線陣列系