CN110470916A - 日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，包括：依据反射面天线结构参数以及材料属性建立有限元模型；确定温度传感器在有限元模型中的位置；建立温度到热变形的映射矩阵、扰动矩阵和理想矩阵；建立扰动矩阵系数和理想矩阵系数；调用映射矩阵、扰动矩阵、理想矩阵、扰动矩阵系数和理想矩阵系数，依据热电矩阵耦合模型和实测温度快速评估日照温度场作用下的反射面天线的电性能；依据评估结果实时调整反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下的反射面天线指向的快速补偿。本发明可快速准确地由测量温度评估相应的电性能，进而实时改善日照温度场作用下反射面天线的指向精度。

Description

日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体是一种日照温度场作用下的反射面天线电性能快速评估与补偿方法，应用于对工程中反射面天线在日照温度场作用下电性能的快速评估与补偿。

背景技术

大型反射面天线因其结构简单，具有高增益、高指向精度的特点，其在射电天文、深空探测等领域得到广泛应用。随着科学技术的发展，反射面天线向着更大口径、更高频段的方向发展，任何微小结构变形都将引起电性能的显著下降，温度作为大型反射面天线的外载荷之一，其对大型反射面天线电性能的影响越来越受到重视。

西班牙IRAM-30米射电望远镜工作频率高达230GHz，该天线整体配有温控设备，通过将背架结构整体封闭隔离，并安装风机空调设备，保持天线结构的温度均匀性，显著降低了温度载荷对电性能的影响。美国Haystack36.6米天线配备一个直径45.7米的球形天线罩，天线罩内部安装空调设备，保障温度的均匀性，可显著降低温度载荷的影响。然而，像上海佘山65米天线、德国Effelsberg-100米天线，美国GBT-100米天线，以及中国拟建造的新疆110米天线等，因其结构庞大，配置温控设备将导致成本极其高昂，故工程中大口径天线大多露天工作，故日照温度场对大型反射面天线电性能的影响不可忽视。

为了实现露天工作下反射面天线电性能快速评估与补偿，工程中多布置大量温度传感器，通过温度采集数据，重构天线整体温度场，借助有限元模型，仿真计算天线的热变形；进而，建立具有热变形的反射面电磁分析模型，利用商用电磁分析软件仿真评估热变形影响下反射面天线的电性能，根据反射面天线的电性能变化，通过调整天线的馈源或者副面改善天线的指向精度。然而，上述电性能评估过程较为繁琐，且耗时较长，难以满足工程上电性能调整的实时性要求。工程中亟需解决日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有方法的不足，将上述繁琐复杂的电性能计算过程，简化为一系列矩阵相乘过程，将电性能评估转换为一次矩阵运算，提出了一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，可快速准确地由测量温度评估相应的电性能，进而基于电性能快速评估结果实时改善日照温度场作用下反射面天线的指向精度。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，包括如下步骤：

(1)依据反射面天线结构参数以及材料属性建立有限元模型；

(2)依据实际天线中温度传感器布局确定其在有限元模型中的位置；

(3)依据温度传感器在有限元模型中的位置建立温度到热变形的映射矩阵；

(4)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵和理想矩阵；

(5)依据映射矩阵和温度采集数据建立扰动矩阵系数和理想矩阵系数；

(6)依据实测温度和热电矩阵耦合模型快速评估日照温度场作用下的反射面天线的电性能；

(7)依据电性能评估结果实时调整反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下的反射面天线指向的快速补偿。

进一步，所述步骤(1)中，反射面天线结构参数包括天线背架、中心体、主反射面和副反射面；所述材料属性包括密度、泊松比、弹性模量和热膨胀系数；建立有限元模型且将反射面划分为三角形网格单元。

进一步，所述步骤(2)中，依据实际天线中温度传感器布局确定其在有限元模型中的位置，即确定温度传感器在有限元模型中的节点坐标(u_s,v_s,w_s)，其中s＝1,2,…,S_ensor，s表示第s个温度传感器，S_ensor为温度传感器总数。

进一步，所述步骤(3)按如下过程进行：

(3a)假设第s个温度传感器测量数据为1℃，其余温度传感器测量数据为0℃，基于空间距离平方反比插值方法计算有限元模型所有节点的插值温度列向量为T_s，依次令s等于1,2,…,S_ensor，可依次计算得到相应的插值温度列向量将其组成插值矩阵

(3b)假设第n个有限元节点温度为1℃，其余有限元节点温度为0℃，根据有限元模型，设置参考温度为0℃，计算所有反射面节点轴向热变形列向量为δ_n，依次令n等于1,2,…,N，其中N为天线结构节点总数，可依次计算得到相应的反射面节点轴向热变形列向量δ₁,δ₂,…,δ_N，将其组成影响矩阵Υ＝[δ₁,δ₂,…,δ_N]；

(3c)根据步骤(3a)和(3b)的插值矩阵和影响矩阵，建立映射矩阵Ω＝Υ·Γ，将其存储为映射矩阵文本文件。

进一步，所述步骤(4)按如下过程进行：

(4a)根据有限元模型，提取反射面的节点集合{Node|_{m＝1,2,…,M}}，其中m表示第m个反射面节点，M为反射面节点总数目，提取反射面的单元集合{Element|_{e＝1,2,…,El}}，其中e表示第e个单元，El为单元总数目，提取反射面的单元中心点集合{Center|_{e＝1,2,…,El}}；

(4b)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立理想矩阵；

(4c)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵。

进一步，所述步骤(5)按如下过程进行：

(5a)将相位区间[-π,π]分成Q个子区间针对第q个子区间将相位指数在该区间中点位置进行一阶泰勒级数展开得到相位指数的展开形式依次令q等于1,2,…,Q，可依次得到所有子区间对应的展开系数；

(5b)依据步骤(3c)建立的温度到热变形的映射矩阵计算反射面节点热变形列向量δ_reflector＝ΩT_measure，其中T_measure为实时测量温度列向量，Ω为映射矩阵，依据热变形列向量δ_reflector和反射面单元连接关系，计算反射面单元中心点的热变形列向量其中 为第e个反射面单元中心点的热变形，上标“Tr”为转置符号，El为反射面单元总数目，和分别为第e个反射面单元的三个顶点的热变形；

(5c)依据步骤(5b)得到的反射面三角形单元中心点热变形来计算其对应的相位误差ξ_center＝kδ_center，进而根据相位误差ξ_center确定各个单元中心点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数；

(5d)依据步骤(5c)所有反射面单元对应的展开系数，建立理想矩阵系数；

(5e)依据步骤(5b)得到的反射面三角形节点热变形列向量δ_reflector计算各个节点热变形对应的相位误差ξ_reflector＝kδ_reflector，进而根据相位误差确定各个节点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数；

(5f)依据步骤(5e)得到的所有反射面节点对应的展开系数，建立扰动矩阵系数。

进一步，所述步骤(6)按如下过程进行：

(6a)依据温度采集系统将实时测量的温度数据组成列向量T_temperature；

(6b)依据步骤(5b)快速计算反射面节点热变形列向量δ_reflector；

(6c)依据步骤(5d)和(5f)快速建立理想矩阵系数R和扰动矩阵系数I；

(6d)从文本文件读取映射矩阵文本文件、理想矩阵文本文件、扰动矩阵文本文件，分别生成映射矩阵Ω、理想矩阵T和扰动矩阵H；

(6e)依据下述热电矩阵耦合模型快速评估反射面天线的远场电场；

(6f)依据远场电场的离散数据列向量E快速计算日照温度场作用下的反射面天线的增益损失、副瓣电平、指向误差指标，实现日照温度场作用下的反射面天线电性能快速评估。

进一步，所述步骤(7)按如下过程进行：

(7a)依据步骤(6f)评估的方位方向的指向误差Δθ_fw和俯仰方向的指向误差Δθ_fy，按如下公式计算天线方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy；

(7b)将方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy实时发送到天线控制单元，实时修正反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下反射面天线指向的快速补偿。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明直接建立了测量温度与电性能之间的热电矩阵耦合模型，利用矩阵运算代替现有工程中一系列复杂的仿真过程，温度与电性能之间的函数关系简洁明了，方便工程中日照温度场作用下反射面天线电性能评估。

2.本发明将与温度无关的矩阵提前计算好，并存储为文本文件，工程中进行电性能评估时，直接调用文本文件即可，不必重新计算所有矩阵，计算量大幅度减小，使得电性能评估和补偿过程具有实时性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明的实现流程图；

图2为映射矩阵文本文件生成流程图；

图3为反射面电性能快速评估流程图；

图4为7.3米反射面天线有限元模型；

图5为反射面温度测量云图；

图6为日照热环境下反射面指向误差时程曲线。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1所示的本发明的实现流程图，本发明一种日照温度场作用下的反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其实现步骤如下：

步骤一，建立反射面天线有限元模型。

依据反射面天线结构参数以及材料属性，通过结构分析软件ANSYS建立有限元模型，其中，反射面天线结构参数包括天线背架、中心体、主反射面和副反射面的几何参数信息，材料属性包括密度、泊松比、弹性模量和热膨胀系数；建立有限元模型且将反射面划分为三角形网格单元。

步骤二，确定温度传感器的布局位置。

依据实际天线中温度传感器布局确定其在有限元模型中的位置，即确定温度传感器在有限元模型中的节点坐标(u_s,v_s,w_s)，其中s＝1,2,…,S_ensor，s表示第s个温度传感器，S_ensor为温度传感器总数。

步骤三，建立温度到热变形的映射矩阵。

依据温度传感器在有限元模型中的位置建立温度到热变形的映射矩阵，参照图2所示的映射矩阵文本文件生成流程图，映射矩阵文本文件具体生成过程如下：

(3a)假设第s个温度传感器测量数据为1℃，其余温度传感器测量数据为0℃，基于空间距离平方反比插值方法计算有限元模型所有节点的插值温度列向量为T_s，依次令s等于1,2,…,S_ensor，可依次计算得到相应的插值温度列向量将其组成插值矩阵

(3b)假设第n个有限元节点温度为1℃，其余有限元节点温度为0℃，根据有限元模型，设置参考温度为0℃，计算所有反射面节点轴向热变形列向量为δ_n，依次令n等于1,2,…,N，其中N为天线结构节点总数，可依次计算得到相应的反射面节点轴向热变形列向量δ₁,δ₂,…,δ_N，将其组成影响矩阵Υ＝[δ₁,δ₂,…,δ_N]；

(3c)根据步骤(3a)和(3b)的插值矩阵和影响矩阵，建立映射矩阵Ω＝Υ·Γ，将其存储为映射矩阵文本文件。

步骤四，建立理想矩阵和扰动矩阵。

依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立理想矩阵和扰动矩阵，理想矩阵和扰动矩阵文本文件生成过程如下：

(4a)根据有限元模型，提取反射面的节点集合{Node|_{m＝1,2,…,M}}，其中m表示第m个反射面节点，M为反射面节点总数目，提取反射面的单元集合{Element|_{e＝1,2,…,El}}，其中e表示第e个单元，El为单元总数目，提取反射面的单元中心点集合{Center|_{e＝1,2,…,El}}；

(4b)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立理想矩阵

其中，元素其表示第e个反射面单元在第g个观测方向的辐射场，上标e表示第e个反射面单元，为全局坐标系下的球坐标分量，其表示第g个观测方向，G为远场观测点总数目，表示反射面节点向量r′位置的面电流，σ^e表示第e个单元的积分区域，j为虚数符号，k为波常数，为第g个观测方向的单位矢量，d为微分符号，将理想矩阵存储为理想矩阵文本文件；

(4c)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵

其中，元素为扰动矩阵H的中间变量，表示第e个反射面单元对第g个观测方向辐射场造成的扰动量，其中i＝1,2,3表示三角形单元的三个顶点序号，N_i为三角形单元的有限元插值函数，θ_s为面板节点向量r′与馈源坐标系z轴的夹角，表示反射面节点向量r′位置的面电流，σ^e表示第e个单元的积分区域，j为虚数符号，k为波常数，为第g个观测方向的单位矢量，d为微分符号，表示单元组集符号，即将 进行单元组集，将扰动矩阵存储为扰动矩阵文本文件。

步骤五，建立理想矩阵系数和扰动矩阵系数。

依据映射矩阵和温度采集数据建立扰动矩阵系数和理想矩阵系数，扰动矩阵系数和理想矩阵系数的具体生成过程如下：

(5a)将相位区间[-π,π]分成Q个子区间针对第q个子区间该区间的中点相位为将相位指数在该区间中点位置进行一阶泰勒级数展开得到其中ξ_q为第q个子区间内部的任意相位，a_q、c_q、b_q和d_q分别为该区间对应的展开系数，依次令q等于1,2,…,Q，可依次得到所有子区间对应的展开系数；

(5b)依据步骤(3c)建立的温度到热变形的映射矩阵计算反射面节点热变形列向量δ_reflector＝ΩT_measure，其中T_measure为实时测量温度列向量，Ω为映射矩阵，依据热变形列向量δ_reflector和反射面单元连接关系，计算反射面单元中心点的热变形列向量其中 为第e个反射面单元中心点的热变形，上标“Tr”为转置符号，El为反射面单元总数目，和分别为第e个反射面单元的三个顶点的热变形；

(5c)依据步骤(5b)得到的反射面三角形单元中心点热变形来计算其对应的相位误差ξ_center＝kδ_center，k为波常数；进而根据相位误差ξ_center确定各个单元中心点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数，设第e个单元对应的展开系数为a^e、c^e、b^e和d^e；

(5d)依据步骤(5c)所有反射面单元对应的展开系数，建立理想矩阵系数

(5e)依据步骤(5b)得到的反射面三角形节点热变形列向量δ_reflector计算各个节点热变形对应的相位误差ξ_reflector＝kδ_reflector，进而根据相位误差确定各个节点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数，设第m个节点对应的展开系数为a^m、c^m、b^m和d^m；

(5f)依据步骤(5e)得到的所有反射面节点对应的展开系数，建立扰动矩阵系数

步骤六，依据热电矩阵耦合模型和实测温度快速评估反射面天线的电性能。

参照图3所示的反射面电性能快速评估流程图，依据热电矩阵耦合模型快速评估反射面天线的电性能，具体实现过程如下：

(6a)依据温度采集系统将实时测量的温度数据组成列向量T_temperature；

(6b)依据步骤(5b)快速计算反射面节点热变形列向量δ_reflector；

(6c)依据步骤(5d)和(5f)快速建立理想矩阵系数R和扰动矩阵系数I；

(6d)从文本文件读取映射矩阵文本文件、理想矩阵文本文件、扰动矩阵文本文件，分别生成映射矩阵Ω、理想矩阵T和扰动矩阵H；

(6e)依据下述热电矩阵耦合模型快速评估反射面天线的远场电场

E＝Π[TR+HIΩT_temperature]，

其中，η为波阻抗，r为远场观测点距离天线的距离，π为圆周率，

E为远场电场的离散数据列向量；

(6f)依据远场电场的离散数据列向量E快速计算日照温度场作用下的反射面天线的增益损失、副瓣电平、指向误差等指标，实现日照温度场作用下的反射面天线电性能快速评估。

步骤七，依据电性能评估结果调整方位角和俯仰角以改善天线指向精度。

依据电性能评估结果实时调整反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下的反射面天线指向的快速补偿，具体实现过程如下：

(7a)依据步骤(6f)评估的方位方向的指向误差Δθ_fw和俯仰方向的指向误差Δθ_fy，按如下公式计算天线方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy：

Δφ_fy＝-Δθ_fy，

其中，sign为符号函数，θ_fy为反射面天线当前的俯仰角；

(7b)将方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy实时发送到天线控制单元，

实时修正反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下反射面天线指向的快速补偿。

本发明的效果可通过以下案例进一步说明：

1.实验对象

针对如图4所示的7.3米反射面天线，对本发明方法进行验证。面板材料为硬铝，其他结构材料为20号钢材，天线姿态为俯仰角90度(仰天)，方位角90度(朝东)，天线地理位置为西安地区(东经108度，北纬34度)，面板安装21个温度传感器，背架安装48个温度传感器，温度测量日期为2012年11月23日。

2.计算结果

图5为反射面天线面板的温度测量云图，利用不同时刻温度测量数据，基于本发明的电性能快速计算方法，可快速计算不同时刻反射面天线的电性能。以反射面天线指向精度为例，图6给出反射面天线不同时刻温度场影响下E平面和H平面波束指向精度的计算结果。显然，随着太阳与天线之间相对转动，E平面和H平面波束指向精度也随之改变，基于指向精度的快速评估结果，可实现反射面天线指向精度的实时调整。

从上述仿真案例可以看出，应用本发明可以通过在天线结构上布置若干温度传感器，基于实时测量温度数据和热电矩阵耦合模型，快速评估反射面天线的电性能，基于评估结果，实现日照温度场作用下反射面天线电性能的实时补偿，使其满足电性能的指标要求，具有重要的工程应用价值。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)依据反射面天线结构参数以及材料属性建立有限元模型；

(2)依据实际天线中温度传感器布局确定其在有限元模型中的位置；

(3)依据温度传感器在有限元模型中的位置建立温度到热变形的映射矩阵；

(4)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵和理想矩阵；

(5)依据映射矩阵和温度采集数据建立扰动矩阵系数和理想矩阵系数；

(6)依据实测温度和热电矩阵耦合模型快速评估日照温度场作用下的反射面天线的电性能；

(7)依据电性能评估结果实时调整反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下的反射面天线指向的快速补偿。

2.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反射面天线结构参数包括天线背架、中心体、主反射面和副反射面；所述材料属性包括密度、泊松比、弹性模量和热膨胀系数；建立有限元模型且将反射面划分为三角形网格单元。

3.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)中，依据实际天线中温度传感器布局确定其在有限元模型中的位置，即确定温度传感器在有限元模型中的节点坐标(u_s,v_s,w_s)，其中s＝1,2,…,S_ensor，s表示第s个温度传感器，S_ensor为温度传感器总数。

4.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(3)中，依据温度传感器在有限元模型中的位置建立温度到热变形的映射矩阵，按如下过程进行：

(3a)假设第s个温度传感器测量数据为1℃，其余温度传感器测量数据为0℃，基于空间距离平方反比插值方法计算有限元模型所有节点的插值温度列向量为T_s，依次令s等于1,2,…,S_ensor，S_ensor为温度传感器总数，可依次计算得到相应的插值温度列向量将其组成插值矩阵

(3b)假设第n个有限元节点温度为1℃，其余有限元节点温度为0℃，根据有限元模型，设置参考温度为0℃，计算所有反射面节点轴向热变形列向量为δ_n，依次令n等于1,2,…,N，其中N为天线结构节点总数，可依次计算得到相应的反射面节点轴向热变形列向量δ₁,δ₂,…,δ_N，将其组成影响矩阵Υ＝[δ₁,δ₂,…,δ_N]；

(3c)根据步骤(3a)和(3b)的插值矩阵和影响矩阵，建立映射矩阵Ω＝Υ·Γ，将其存储为映射矩阵文本文件。

5.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(4)中，依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵和理想矩阵，按如下过程进行：

(4a)根据有限元模型，提取反射面的节点集合{Node|_{m＝1,2,…,M}}，其中m表示第m个反射面节点，M为反射面节点总数目，提取反射面的单元集合{Element|_{e＝1,2,…,El}}，其中e表示第e个单元，El为单元总数目，提取反射面的单元中心点集合{Center|_{e＝1,2,…,El}}；

(4b)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立理想矩阵：

其中，元素其表示第e个反射面单元在第g个观测方向的辐射场，上标e表示第e个反射面单元，为全局坐标系下的球坐标分量，其表示第g个观测方向，G为远场观测点总数目，表示反射面节点向量r′位置的面电流，σ^e表示第e个单元的积分区域，j为虚数符号，k为波常数，为第g个观测方向的单位矢量，d为微分符号，将理想矩阵存储为理想矩阵文本文件；

(4c)依据有限元模型和天线辐射场积分公式建立扰动矩阵：

其中，元素为扰动矩阵H的中间变量，表示第e个反射面单元对第g个观测方向辐射场造成的扰动量，其中i＝1,2,3表示三角形单元的三个顶点序号，N_i为三角形单元的有限元插值函数，θ_s为面板节点向量r′与馈源坐标系z轴的夹角，表示反射面节点向量r′位置的面电流，σ^e表示第e个单元的积分区域，j为虚数符号，k为波常数，为第g个观测方向的单位矢量；表示单元组集符号，即将 进行单元组集，将扰动矩阵存储为扰动矩阵文本文件。

6.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(5)中，依据映射矩阵和温度采集数据建立扰动矩阵系数和理想矩阵系数，按如下过程进行：

(5a)将相位区间[-π,π]分成Q个子区间针对第q个子区间该区间的中点相位为将相位指数在该区间中点位置进行一阶泰勒级数展开得到其中ξ_q为第q个子区间内部的任意相位，j为虚数符号，a_q、c_q、b_q和d_q分别为该区间对应的展开系数，依次令q等于1,2,…,Q，可依次得到所有子区间对应的展开系数；

(5b)依据步骤(3c)建立的温度到热变形的映射矩阵计算反射面节点热变形列向量δ_reflector＝ΩT_measure，其中T_measure为实时测量温度列向量，Ω为映射矩阵，依据热变形列向量δ_reflector和反射面单元连接关系，计算反射面单元中心点的热变形列向量其中 为第e个反射面单元中心点的热变形，上标“Tr”为转置符号，El为反射面单元总数目，和分别为第e个反射面单元的三个顶点的热变形；

(5c)依据步骤(5b)得到的反射面三角形单元中心点热变形来计算其对应的相位误差ξ_center＝kδ_center，k为波常数；进而根据相位误差ξ_center确定各个单元中心点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数，设第e个单元中心点对应的展开系数为a^e、c^e、b^e和d^e；

(5d)依据步骤(5c)所有反射面单元对应的展开系数，建立理想矩阵系数：

式中，El为反射面单元总数目；

(5e)依据步骤(5b)得到的反射面三角形节点热变形列向量δ_reflector计算各个节点热变形对应的相位误差ξ_reflector＝kδ_reflector，进而根据相位误差确定各个节点相位误差所在的子区间及其相应的展开系数，设第m个节点对应的展开系数为a^m、c^m、b^m和d^m；

(5f)依据步骤(5e)得到的所有反射面节点对应的展开系数，建立扰动矩阵系数

式中，M为反射面节点总数目。

7.根据权利要求1所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(6)中依据实测温度和热电矩阵耦合模型快速评估日照温度场作用下的反射面天线的电性能，按如下过程进行：

(6a)依据温度采集系统将实时测量的温度数据组成列向量T_temperature；

(6b)依据步骤(5b)快速计算反射面节点热变形列向量δ_reflector；

(6c)依据步骤(5d)和(5f)快速建立理想矩阵系数R和扰动矩阵系数I；

(6d)从文本文件读取映射矩阵文本文件、理想矩阵文本文件、扰动矩阵文本文件，分别生成映射矩阵Ω、理想矩阵T和扰动矩阵H；

(6e)依据下述热电矩阵耦合模型快速评估反射面天线的远场电场

E＝Π[TR+HIΩT_temperature]，

其中，j为虚数符号，k为波常数，η为波阻抗，r为远场观测点距离天线的距离，E为远场电场的离散数据列向量；

(6f)依据远场电场的离散数据列向量E快速计算日照温度场作用下的反射面天线的增益损失、副瓣电平和指向误差指标，实现日照温度场作用下的反射面天线电性能快速评估。

8.根据权利要求7所述的一种日照温度场作用下反射面天线电性能快速评估与补偿方法，其特征在于，所述步骤(7)按如下过程进行：

(7a)依据步骤(6f)评估的方位方向的指向误差Δθ_fw和俯仰方向的指向误差Δθ_fy，按如下公式计算天线方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy：

Δφ_fy＝-Δθ_fy，

其中，sign为符号函数，θ_fy为反射面天线当前的俯仰角；

(7b)将方位角调整量Δφ_fw和俯仰角调整量Δφ_fy实时发送到天线控制单元，实时修正反射面天线的方位角和俯仰角，实现日照温度场作用下反射面天线指向的快速补偿。