Радиоголографический метод контроля профиля параболических зеркальных антенн по электромагнитному полю в ближней зоне

К качеству отражающей поверхности крупноапертурных зеркальных антенн при изготовлении радиотелескопов и коллиматоров предъявляются высокие требования. Сложность контроля и юстировки рефлекторов вызвана противоречивыми требованиями высокой точности измерений (порядка десятков мкм) при больших размерах. Представлен радиоголографический метод измерения профилей поверхностей параболических зеркальных антенн по полю в ближней зоне планарным сканером в декартовой системе координат. Приведено подробное математическое описание разработанного метода: выведен алгоритм вычисления неровностей отражателя, определено разрешение измерительной системы. Выполнено моделирование работы представленного метода. Рассматриваемый метод позволяет исследовать стационарные крупноапертурные зеркальные антенны с помощью планарного сканера, габаритные размеры которого меньше раскрыва исследуемой антенны.

Литература

[1] Mast A.W. Electronic Antenna Calibration System and Measurements for compensating real-time dynamic distortions // IEEE Aerospace Conference Proceedings. 2010. Art. No. 5446958.

[2] Yan Xu, Fu-ling Guan. Structure design and mechanical measurement of inflatable antenna //Acta Astronautica. 2012. Vol. 76. P. 13-25.

[3] Hiroaki Tanaka. Surface error estimation and correction of a space antenna based on antenna gain analyses // Acta Astronautica. 2011. Vol. 68 (7-8). P. 1062-1069.

[4] Ruze J. The effect of aperture errors on the antenna radiation pattern // Suppl. al Nuovo Cimento. 1952. Vol. 9. No. 3. P. 364-380.

[5] Вечтомов В.А., Голубцов М.Е., Можаров Э.О. Зеркальный коллиматор миллиметрового диапазона волн // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. вып. № 7 "Радиооптические технологии в приборостроении". С. 303-311.

[6] Балабуха Н.П., Зубов А.С., Солосин В.С. Компактные полигоны для измерения характеристик рассеивания / под общ. ред. Н.П. Балабухи. М.: Наука, 2007. 266 с.

[7] Бей Н.А., Митрохин В.Н., Парщиков А.А., Ямашкин В.П. Антенный полигон с зеркальным коллиматором // Антенны. 2006. № 7. С. 83-84.

[8] Результаты наблюдений миллиметрового радиоизлучения солнечных вспышек на радиотелескопе РТ-7,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана / В.Ю. Шустиков, А.В. Шумов, В.С. Рыжов, А.В. Жильцов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. вып. № 7 "Радиооптические технологии в приборостроении". С. 277-288.

[9] Калинин А.В. Радиоголография больших антенн // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 5 (3). С. 175-182.

[10] Методы измерения параметров излучающих систем в ближней зоне / Л.Д. Бахрах, С.Д. Креметецкий, А.П. Курочкин, В.А. Усин, Я.С. Шифрин. Л.: Наука, 1985. 272 с.

[11] Парщиков А.А. Разработка и исследование остронаправленных зеркальных антенн для радиосистем миллиметрового диапазона. Дисс. ... канд. техн. наук. Москва. 1978. 207 с.

[12] A surface distortion analysis applied to the hoop/column deployable mesh reflector antenna / Lee T.-H., Rudduck R.C., Bailey M.C. // IEEE Antennas and propagation. 1989. Vol. 37. No. 4. P. 452-458.

[13] Near-Field Radio Holography of Large Reflector Antennas / Baars J.W.M., Lucas R., Magnum J.G., Lopez-Perez J.A. // IEEE Antennas and propagation. 2007. Vol. 49. No. 5. P. 399-406.

[14] A holographic surface measurement of Texas 4,9 antenna 86 GHz / Mayer C.E., Davis J.H., Peters W.L., Vogel W.J. // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. 1983. Vol. 32. No. 1. P. 102-109.

[15] Yahya Rahmat-Samii. Microwave holography of large reflector antennas - simulation algorithm // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1985. Vol. АР-33. No. 11. P. 1194-1203.

[16] Mayer C.E. Millimeter wave holographic measurements of large reflector antennas // Antennas and Propagation Society International Symposium, 1983. Vol. 21. P. 410413.

[17] Parini C.G., Lau A.K.K., Clarricoats P.J.B. Phase-only reflector antenna metrology // IEE Proceeding-H. 1989. Vol. 136. No. 4. P. 343-349.

[18] Yaghjian A.D. An overview of near-field antenna measurements // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. Vol. AP-34. No. 1. P. 30-45.

[19] Bennet J.C., Swang D.G. Microwave technique for reflector antenna profile measurement / Electronics Letters. 1985. Vol. 21. No. 13. P. 560-561.

[20] Grattan C.L. Compact-scan, plane-polar microwave holographic technique for reflector antenna profile measurement // IEEE Proceeding-H. 1992. Vol. 139. No. 1 P. 91-97.

[21] Семенов К.А. Синтез квазиоптимального распределения поля в рабочей зоне коллиматора // Радиотехника. 2009. № 4. С. 98-103.

[22] Митрохин В.Н. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Изд-во Рудомино, 2010. 208 с.

[23] Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Изд-во Либроком, 2012. 546 с.

[24] Дворкович В.П., Дворкович А.В. Оконные функции для гармонического анализа сигналов. М.: Техносфера, 2014. 112 с.

[25] Yaghjian A.D. An overview of near-field antenna measurements // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1986. V. AP-34. № 1. P. 30-45.