CN110531379B - 副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置，应用于双反射面天线，双反射面天线包括主反射面和副反射面，副反射面的位姿调整量的确定方法包括：获得口径面的光程误差分布，其中，口径面与主反射面的口径对应；对光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果；根据预设的整体对应关系和拟合结果，确定出副反射面的位姿调整量，其中，整体对应关系为副反射面的偏移量与拟合结果之间的对应关系。基于光学像差理论对双反射面天线中主反射面光程差的分布特征进行分析，获得拟合结果，并根据副反射面的偏移量与拟合结果的关系，可以高效准确地确定出副反射面的位姿调整量，从而能够补偿双反射面天线结构变形带来的影响。

Description

副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置
技术领域
本申请涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置。
背景技术
双反射面天线的增益通常受工作频率、反射面口径尺寸等因素影响，工作频率愈高、反射面口径尺寸愈大，天线的增益就愈高。然而在双反射面天线的运行过程中，通常因受环境载荷(例如重力、温度等因素)影响而引起双反射面天线结构变形，从而导致双反射面天线的精度降低、甚至带来很大的误差，不利于通信。目前可通过主动调整副反射面的位姿来补偿天线结构变形的影响，但副反射面的位姿调整量如何确定，却依然没有太好的办法。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置，以准确而高效地确定出副反射面的位姿调整量，从而补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
第一方面，本申请实施例提供一种副反射面的位姿调整量的确定方法，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述方法包括：
获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应；对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果；根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系。
基于光学像差理论对双反射面天线中主反射面光程差的分布特征进行分析，获得拟合结果，并根据副反射面的偏移量(即位置变化)与拟合结果的关系(即预设的整体对应关系)，可以高效准确地确定出副反射面的位姿调整量，以使双反射面天线可以对应调整副反射面的位姿，从而能够补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果，包括：
采用Zernike多项式对所述光程误差分布进行拟合，确定出Zernike系数，其中，所述Zernike系数表示所述拟合结果。
通过采用Zernike多项式对光程误差分布进行拟合，可以准确且少冗余地拟合出光程误差分布，而其也可以与光学设计中的赛德尔像差(如离焦、像散、彗差等)系数相对应，便于双反射面天线补偿由结构变形带来的影响。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述整体对应关系包括像差对应关系和偏移量对应关系，根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，包括：
根据所述像差对应关系和所述Zernike系数，确定出初级波前像差，其中，所述像差对应关系为Zernike系数与赛德尔像差之间的对应关系，所述赛德尔像差中包括所述初级波前像差；根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述偏移量对应关系为所述副反射面的偏移量与初级波前像差之间的对应关系。
通过将Zernike系数与像差对应关系进行对应，可以确定出初级波前像差，而初级波前像差可以反映副反射面的偏移，因此，通过将初级波前像差与偏移量对应关系进行对应，可以高效而准确地确定出副反射面的位姿调整量。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，根据预设的偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，包括：
根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量；根据所述副反射面的偏移量，确定出所述副反射面的位姿调整量。
通过结合偏移量对应关系和初级波前像差，可以确定出副反射面的偏移量，由此可以进一步确定出副反射面的位姿调整量，以尽可能减小由双反射面的结构变形而导致的波前误差，从而补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量，包括：
确定出所述初级波前像差中的球面像差和离焦像差；根据所述偏移量对应关系，以及所述球面像差和所述离焦像差，确定出所述副反射面的轴向偏移量。
副反射面的轴向偏移引起的初级波前像差主要为球面像差和离焦像差，因此通过副反射面的球面像差和离焦像差，基于偏移量对应关系可以准确地确定出副反射面的轴向偏移量。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量，包括：
确定出所述初级波前像差中的倾斜像差和彗差像差；根据所述偏移量对应关系，以及所述倾斜像差和所述彗差像差，确定出所述副反射面的横向偏移量和/或倾斜偏移量。
副反射面的横向偏移引起的初级波前像差主要为倾斜像差和彗差像差，而副反射面的倾斜偏移引起的初级波前像差也主要为倾斜像差和彗差像差，因此通过副反射面的倾斜像差和彗差像差，基于偏移量对应关系可以准确地确定出副反射面的横向偏移量和/或倾斜偏移量。
第二方面，本申请的实施例提供一种副反射面的位姿调整方法，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述方法包括：
获取由第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量；根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
通过由副反射面的位姿调整量的确定方法确定出副反射面的位姿调整量，并控制副反射面进行相应的调整，可以尽可能减小由双反射面天线结构变形引起的误差，以保证双反射面天线在运行过程中的精度。
第三方面，本申请的实施例提供一种位姿调整量的确定装置，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述装置包括：
光程误差获得模块，用于获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应；光程误差拟合模块，用于对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果；调整量确定模块，用于根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系。
第四方面，本申请的实施例提供一种位姿调整装置，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述装置包括：
调整量获取模块，用于获取由第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量；副反射面调整模块，用于根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
第五方面，本申请的实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法的步骤，或者实现如第二方面所述的副反射面的位姿调整方法的步骤。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种双反射面天线的示意图。
图2为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
图3为本申请实施例提供的一种副反射面的位姿调整量的确定方法的流程图。
图4为本申请实施例提供的一种副反射面的位姿调整方法的流程图。
图5为本申请实施例提供的一种位姿调整量的确定装置的结构框图。
图6为本申请实施例提供的一种位姿调整装置的结构框图。
图标：10-双反射面天线；11-主反射面；12-副反射面；13-口径面；20-电子设备；21-存储器；22-通信接口；23-总线；24-处理器；30-位姿调整量的确定装置；31-光程误差获得模块；32-光程误差拟合模块；33-调整量确定模块；40-位姿调整装置；41-调整量获取模块；42-副反射面调整模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
双反射面天线的增益通常受工作频率、反射面口径尺寸等因素影响，为了获取高增益，可以采用增大反射面口径尺寸的方式。在双反射面天线的运行过程中，通常因受环境载荷(例如重力、温度等因素)影响而引起双反射面天线结构变形，从而导致双反射面天线的精度降低、甚至带来很大的误差，不利于通信。目前可通过主动调整副反射面的位姿来补偿天线结构变形的影响，但副反射面的位姿调整量如何确定，却依然没有太好的办法。基于此，本申请的发明人提出一种针对双反射面天线副反射面的副反射面的位姿调整量的确定方法，以及一种副反射面的副反射面的位姿调整方法，以高效准确地确定出副反射面的位姿调整量，对副反射面的位姿进行精准的调整，从而补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
为了对本申请的副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法进行详细的说明，本实施例将以卡塞格伦式双反射面天线为例进行说明。
请参阅图1，图1示出了本实施例提供的双反射面天线10的截面视角的示意图。该双反射面天线10可以包括主反射面11和副反射面12，而与主反射面的口径对应的是口径面13，需要说明的是，口径面13可以为虚拟的面。以三维空间坐标系(包括X轴、Y轴和Z轴)为参考坐标系，主反射面的中心(截面视角中抛物线的最低点)为原点，主反射面的主光轴与Z轴重合，副反射面的主光轴也与Z轴重合。双反射面天线10的馈源处于主光轴(即Z轴)上。a表示副反射面的半短轴，c表示副反射面的半焦距，θp表示入射光线经主反射面反射后的反射光线与入射光线的夹角，θf表示经副反射面反射面后的光线与主光轴(即Z轴)的夹角。
需要说明的是，本实施例中以卡塞格伦双反射面天线为例进行说明，不应视为对本申请的限定，双反射面天线10也可以为格里高利双反射面天线、环焦天线、双抛物面天线等。
在本实施例中，双反射面天线10可以与电子设备20连接，以实现双反射面天线的多种功能，以及实现对副反射面的位姿调整量的确定和对副反射面位姿的调整。
请参阅图2，本申请的实施例还提供一种电子设备20，电子设备20运行时可执行副反射面的副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法。
在本实施例中，电子设备20可以为终端，例如智能手机、平板电脑、个人电脑、个人数字助理等；电子设备20也可以为服务器，例如网络服务器、云服务器、服务器集群、数据服务器等，此处不作限定。
示例性的，电子设备20可以包括：通过网络与外界连接的通信接口22、用于执行程序指令的一个或多个处理器24、总线23和不同形式的存储器21，例如，磁盘、ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)、或RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，或其任意组合。
示例性的，存储器21中存储有程序。处理器24可以从存储器21调用并运行这些程序，从而便可以通过运行程序而执行副反射面的副反射面的位姿调整量的确定方法和/或副反射面的位姿调整方法。处理器24通过对副反射面的副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法的执行，可以实现高效准确地确定出副反射面的位姿调整量，对副反射面的位姿进行精准的调整，从而补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
请参阅图3，图3示出了本实施例提供的副反射面位姿调整量的确定方法的流程图。副反射面的位姿调整量的确定方法可以包括步骤S10、步骤S20和步骤S30。
在本实施例中，电子设备20执行步骤S10之前，可以对双反射面天线中副反射面的偏移量与光程误差分布进行分析。由于Zernike多项式可以准确且少冗余地拟合出光程误差分布，且可以与光学设计中的赛德尔像差(如离焦、像散、彗差等)系数相对应，因此，本实施例中采用Zernike多项式对口径面的光程误差分布进行拟合，将拟合后的关系式与副反射面的偏移量进行分析，这样可以非常直观且准确地确定出副反射面的偏移量与口径面的光程误差分布之间的关系。
为了准确地得到副反射面的偏移量与口径面的光程误差分布之间的关系，本实施例将分别从副反射面轴向偏移、副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移三个维度进行分析。
示例性的，在副反射面存在轴向偏移(沿Z方向移动ΔZS)时，引起的口径面的光程误差分布经Zernike多项式拟合后可近似表示为：
Figure BDA0002187823310000081
其中，δSZ(r’，θ’)表示副反射面轴向偏移时引起的口径面的光程误差，r’和θ’为口径面的极坐标，ΔZs表示副反射面轴向偏移量，M表示双反射面放大率，f表示主反射面焦距。而由赛德尔像差理论可知，(1)式中的第一项具有球面像差的像差特征，第二项具有离焦像差的像差特征，第三项具有平移的像差特征。而平移的像差特征对波前相位不产生影响，因此无需考虑，故副反射面轴向偏移主要会导致波前(即拟合后的口径面的光程误差)产生球面像差和离焦像差。
示例性的，在副反射面存在横向偏移(沿θ’r方向，移动ΔrS)时，引起的口径面的光程误差分布经Zernike多项式拟合后可近似表示为：
Figure BDA0002187823310000091
其中，δSr(r’，θ’)表示副反射面横向偏移时引起的口径面的光程误差，r’和θ’为口径面的极坐标，ΔrS表示副反射面横向偏移量，M表示双反射面放大率，f表示主反射面焦距。而由赛德尔像差理论可知，(2)式的第一项具有倾斜像差的像差特性，第二项具有彗差像差的像差特性。故副反射面横向偏移主要会导致波前(即拟合后的口径面的光程误差)产生倾斜像差和彗差像差。
示例性的，在副反射面存在倾斜偏移(围绕θ’α轴方向，倾斜移动ΔαS)时，引起的口径面的光程误差分布经Zernike多项式拟合后可近似表示为：
Figure BDA0002187823310000092
其中，δαr(r’，θ’)表示副反射面倾斜偏移时引起的口径面的光程误差，r’和θ’为口径面的极坐标，ΔαS表示副反射面倾斜偏移量，M表示双反射面放大率，f表示主反射面焦距。由赛德尔像差理论可知，(3)式的第一项具有倾斜像差的像差特性，第二项具有彗差像差的像差特性。故副反射面倾斜偏移主要会导致波前(即拟合后的口径面光程误差)产生倾斜像差和彗差像差。
综合(1)～(3)式，可以得到副反射面轴向偏移、副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移引起的总光程误差：
Figure BDA0002187823310000101
其中，δS(r’，θ’)表示总光程误差，piston(即第一项)表示副反射面偏移引起的轴向偏移量，tilt(即第二项)表示副反射面引起的倾斜像差，defocus(即第三项)表示副反射面引起的倾斜像差，coma(即第四项)表示副反射面引起的彗差像差，spherical(即第五项)表示副反射面引起的球面像差。
需要说明的是，波前(即拟合后的口径面的光程误差)可以包括初级波前像差和高级波前像差，本方法对初级波前像差进行分析，以基于初级波前像差，即可准确地确定副反射面调整量，以消除双反射面天线的结构变形的影响。
基于对副反射面轴向偏移、副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移的分析可知，副反射面轴向偏移导致波前(即拟合后的口径面的光程误差)产生球面像差和离焦像差，而副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移都导致波前(即拟合后的口径面的光程误差)产生倾斜像差和彗差像差。由此，电子设备20可以基于副反射面轴向偏移量与球面像差大小和离焦像差大小、副反射面横向偏移量与倾斜像差大小和彗差像差大小、副反射面倾斜偏移量与倾斜像差大小和彗差像差大小，建立偏移量对应关系。
由于副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移对像差的影响都是在波前(即拟合后的口径面的光程误差)产生倾斜像差和彗差像差，因此，为了简化副反射面位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法，可以基于倾斜像差和彗差像差确定出副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移中的一种即可。本实施例中将以副反射面横向偏移为例进行说明，但不应视为对本申请的限定，在其他一些可选的实现方式中，可以确定副反射面的倾斜偏移量，或者同时确定出副反射面的横向偏移量和倾斜偏移量，从而对副反射面的位姿进行调整。
考虑副反射面横向偏移对波前(即拟合后的口径面的光程误差)的影响时，可令ΔαS＝0，则(4)式可表示为：
δs(r′,θ′)＝A0+A1r′cos(θ′-θ1)+A2r′2+A3r′3cos(θ′-θ2)+A4r′2cos2(θ′-θ3)+A5r′4，·······(5)
其中，θ1、θ2和θ3分别表示副反射面总偏移(包括横向偏移、轴向偏移和倾斜偏移)引起的倾斜像差、像散像差和彗差像差的像差周向夹角，而系数A0～A5为：
A0＝-2Δzs,(Piston)，···········(6)
A1＝k1·Δrs,(Tilt)，·············(7)
A2＝k2·Δzs,(Defocus)，·······(8)
A3≡0,(Astigmatism)，·······(9)
A4＝k3·Δrs,(Coma)，·········(10)
A5＝k4·Δzs,(Spherical)，····(11)
其中，Astigmatism表示像散像差，
Figure BDA0002187823310000111
Figure BDA0002187823310000112
由(5)～(11)式，即可建立偏移量对应关系。
需要说明的是，此处是为了对本申请提供的副反射面的副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法进行清楚的说明，而对建立偏移量对应关系的过程进行介绍，建立的偏移量对应关系即为预设的偏移量对应关系。在其他一些可实现的方式中，偏移量对应关系也可以是事先建立好的，因此，不应视为对本申请的限定。
本实施例中以卡塞格伦双反射面天线为例，而卡塞格伦双反射面天线中的主反射面为抛物面，对于圆反射面而言，可以采用Zernike多项式进行拟合，以确定出Zernike系数。即：
δS(r’，θ’)＝∑aiZi(r’，θ’)，·······(12)
其中，δs(r’，θ’)表示获得的光程误差分布，ai为第i项Zernike多项式系数，Zernike多项式表达式如下所示：
Figure BDA0002187823310000121
预设的像差对应关系为赛德尔像差与Zernike多项式的关系，可表示为：
W(r’，θ’)＝∑AiSi(r’，θ’)，·······(13)
Figure BDA0002187823310000122
其中，Focus系数的符号取最小值符号，Astigmatism符号与focus符号相反。
像差系数中的bi为：
b1＝a1,b2＝a3,b3＝a2,b4＝a5,b5＝a6,b6＝a4,b7＝a9,b8＝a8,b9＝a13，·····(14)
其中，其中ai为Zernike多项式系数。
在本实施例中，为了进一步提高处理效率，可以结合(6)～(14)式，可知副反射面偏移引起的像差系数可用Zernike系数表示为：
A0＝b1-b4+b9，···················(15)
Figure BDA0002187823310000131
Figure BDA0002187823310000132
Figure BDA0002187823310000133
A5＝6b9，····························(19)
倾斜像差周向角度为：
Figure BDA0002187823310000134
象散像差周向角度为：
Figure BDA0002187823310000135
彗差像差周向角度为：
Figure BDA0002187823310000136
由(15)～(22)式，即可建立整体对应关系。
需要说明的是，在本实施例中，此处建立整体对应关系(即为预设的整体对应关系)，可以是像差对应关系与偏移量对应关系之间进行进一步的系数对应后的整体对应关系，以此整体对应关系实现对副反射面的位姿调整量进行确定，这样可以提高副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法的执行效率。在其他一些可选的实现方式中，整体对应关系也可以包括像差对应关系和偏移量对应关系(即二者并未进行进一步的系数对应，相当于像差对应关系和偏移量对应关系之间是独立的)，而结合像差对应关系和偏移量对应关系，可以配合确定出副反射面的位姿调整量，因此，此处不应视为对本申请的限定。
在本实施例中，为了确定出副反射面的位姿调整量，可以执行步骤S10。
步骤S10：获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应。
在本实施例中，以卡塞格伦双反射面天线为例，电子设备20可以获得其口径面的光程误差分布。
需要说明的是，获得口径面的光程误差分布的方式，可以是获得现成的数据(例如接收专门的光程差获取设备获取的光程差数据)，也可以是通过专门的设备获取，此处不作限定。
获得口径面的光程误差分布后，电子设备20可以执行步骤S20。
步骤S20：对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果。
在本实施例中，可以对获得的光程误差分布采用Zernike多项式进行拟合，以确定出Zernike系数，确定出的Zernike系数即为拟合结果。
确定出Zernike系数后，电子设备20可以执行步骤S30。
步骤S30：根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系。
在本实施例中，电子设备20可以结合预设的整体对应关系(像差对应关系与偏移量对应关系对应系数后的整体对应关系)，基于Zernike系数(即拟合结果)确定出副反射面的偏移量(包括副反射面的轴向偏移量和副反射面的横向偏移量中的至少一种)。
在本实施例中，电子设备20也可以根据像差对应关系和Zernike系数(拟合结果)，确定出初级波前像差，其中，像差对应关系为Zernike系数与赛德尔像差之间的对应关系，赛德尔像差中包括初级波前像差，初级波前像差包括球面像差、离焦像差、倾斜像差和彗差像差中的至少一种。在实际情况中拟合结果中可能还包括一些高级波前像差，本实施例中只需要尽可能消除初级波前像差的影响即可，此处不作限定。
而确定出初级波前像差后，电子设备20可以根据偏移量对应关系和初级波前像差，确定出副反射面的偏移量，其中，偏移量对应关系为副反射面的偏移量与初级波前像差之间的对应关系。
示例性的，电子设备20可以根据初级波前像差中的球面像差和离焦像差，结合偏移量对应关系，确定出副反射面的轴向偏移量，以及，可以根据初级波前像差中的倾斜像差和彗差像差，结合偏移量对应关系，确定出副反射面的横向偏移量。当然，也可以根据初级波前像差中的倾斜像差和彗差像差，结合偏移量对应关系，确定出副反射面的倾斜偏移量，此处不作限定。
需要说明的是，本实施例中是以副反射面的横向偏移量反映副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移，在其他一些可选的实现方式中，也可以以副反射面的倾斜偏移量反映副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移，或者同时以副反射面的横向偏移量和倾斜偏移量反映副反射面横向偏移和副反射面倾斜偏移，此处不作限定。
确定出副反射面的偏移量后，电子设备20可以根据所述副反射面的偏移量，确定出副反射面的位姿调整量。
在本实施例中，由于副反射面轴向偏移可以通过修正离焦像差实现，即副反射面的轴向调整量可以为：
Δzs＝-A2/k3，····················(23)
而修正离焦像差，即A2＝0，会同时修正部分球面像差，修正的球面像差系数为：
A5′＝k4·Δzs。····················(24)
在本实施例中，副反射面横向偏移可通过修正倾斜像差实现，即副反射面横向调整量可以为：
Δrs＝-A1/k1，····················(25)
调整方向为
Figure BDA0002187823310000161
直角坐标下可表示为：
Figure BDA0002187823310000162
即沿X方向调整量为Δrsx＝Δrs·cosθ1，沿Y方向调整量为Δrsy＝Δrs·sinθ1。
而修正倾斜像差，即A1＝0，会同时修正部分彗差像差，修正的彗差像差系数为：
A′4＝k3·Δrs。····················(27)
由此，可以快速确定出副反射面的位姿调整量，并且采用这样的方式确定副反射面的位姿调整量高效而准确。需要说明的是，此处以横向调整量修正倾斜像差(即确定横向调整量)为例，不能视为对本申请的限定，在一些其他的可实现的方式中，也可以以倾斜调整量修正倾斜像差(即确定倾斜调整量)。
需要说明的是，本实施例中以卡塞格伦双反射面天线为例，对副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法进行说明，但不应视为对本申请的限定。在对格里高利双反射面天线、环焦天线、双抛物面天线等其他类型的双反射面天线中应用本申请的副反射面的位姿调整量的确定方法和副反射面的位姿调整方法时，除建立像差对应关系、偏移量对应关系、整体对应关系(像差对应关系与偏移量对应关系对应系数后的整体对应关系)使用的公式略有不同(数值、系数、符号等有所不同)以外，整体上的建立方式是相同的。而确定位姿调整量时，则是引用的像差对应关系、偏移量对应关系或整体对应关系略有差异，但整体的确定位姿调整量的方式也是相同的。因此，不应视为对本申请的限定。
请参阅图4，确定出副反射面的位姿调整量后，电子设备20可以执行副反射面的副反射面的位姿调整方法。副反射面的位姿调整方法可以包括步骤S40和步骤S50。
步骤S40：获取由副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量。
在本实施例中，电子设备20可以获取由前述方法获取的位姿调整量(包括轴向调整量和横向调整量)。
获取副反射面的位姿调整量后，电子设备20可以执行步骤S50。
步骤S50：根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
在本实施例中，副反射面调整机构可以为六自由度的副反射面支架，以实现对副反射面的位姿调整。而电子设备20可以基于副反射面的位姿调整量，生成相应的控制指令，发送给副反射面调整机构，以使副反射面调整机构基于该控制指令调整副反射面的位姿。
基于位姿调整量对副反射面进行位姿调整，可以修正波前(即拟合后的光程误差分布)倾斜像差、离焦像差的影响，也可以同时可修正部分球差和彗差的影响。由此，可以准确而高效地确定出副反射面的位姿调整量，并调整副反射面的位姿，从而补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
请参阅图5，基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种位姿调整量的确定装置30，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述位姿调整量的确定装置30包括：
光程误差获得模块31，用于获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应。
光程误差拟合模块32，用于对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果。
调整量确定模块33，用于根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系。
在本实施例中，所述光程误差拟合模块32，还用于采用Zernike多项式对所述光程误差分布进行拟合，确定出Zernike系数，其中，所述Zernike系数表示所述拟合结果。
在本实施例中，所述整体对应关系包括像差对应关系和偏移量对应关系，所述调整量确定模块33，还用于根据所述像差对应关系和所述Zernike系数，确定出所述初级波前像差，其中，所述像差对应关系为Zernike系数与赛德尔像差之间的对应关系，所述赛德尔像差中包括所述初级波前像差；根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述偏移量对应关系为所述副反射面的偏移量与初级波前像差之间的对应关系。
在本实施例中，所述调整量确定模块33，还用于根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量；根据所述副反射面的偏移量，确定出所述副反射面的位姿调整量。
在本实施例中，所述调整量确定模块33，还用于确定出所述初级波前像差中的球面像差和离焦像差；根据所述偏移量对应关系，以及所述球面像差和所述离焦像差，确定出所述副反射面的轴向偏移量。
在本实施例中，所述调整量确定模块33，还用于确定出所述初级波前像差中的倾斜像差和彗差像差；根据所述偏移量对应关系，以及所述倾斜像差和所述彗差像差，确定出所述副反射面的横向偏移量和/或倾斜偏移。
请参阅图6，基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种位姿调整装置40，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述装置包括：
调整量获取模块41，用于获取由副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量。
副反射面调整模块42，用于根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
本申请的实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现本实施例中所述的副反射面的位姿调整量的确定方法的步骤，或者实现本实施例中所述的副反射面的位姿调整方法的步骤。
综上所述，本申请实施例提供一种副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置、存储介质，所述方法应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，基于光学像差理论对双反射面天线中主反射面光程差的分布特征进行分析，获得拟合结果，并根据副反射面的偏移量与拟合结果的关系，可以高效准确地确定出副反射面的位姿调整量，以使双反射面天线可以对应调整副反射面的位姿，从而能够补偿双反射面天线结构变形带来的影响。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种副反射面的位姿调整量的确定方法，其特征在于，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述方法包括：
获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应；
对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果；
根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系；
其中，所述位姿调整量包括副反射面轴向调整量、副反射面横向调整量和副反射面倾斜调整量，通过修正离焦像差和部分球面像差确定出所述副反射面轴向调整量，通过修正倾斜像差和部分彗差像差确定出所述副反射面横向调整量，通过修正倾斜像差确定出所述副反射面倾斜调整量；
所述对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果，包括：采用Zernike多项式对所述光程误差分布进行拟合，确定出Zernike系数，其中，所述Zernike系数表示所述拟合结果；
所述整体对应关系包括像差对应关系和偏移量对应关系，根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，包括：根据所述像差对应关系和所述Zernike系数，确定出初级波前像差，其中，所述像差对应关系为Zernike系数与赛德尔像差之间的对应关系，所述赛德尔像差中包括所述初级波前像差；根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述偏移量对应关系为所述副反射面的偏移量与初级波前像差之间的对应关系。
2.根据权利要求1所述的副反射面的位姿调整量的确定方法，其特征在于，根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，包括：
根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量；
根据所述副反射面的偏移量，确定出所述副反射面的位姿调整量。
3.根据权利要求2所述的副反射面的位姿调整量的确定方法，其特征在于，根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量，包括：
确定出所述初级波前像差中的球面像差和离焦像差；
根据所述偏移量对应关系，以及所述球面像差和所述离焦像差，确定出所述副反射面的轴向偏移量。
4.根据权利要求2所述的副反射面的位姿调整量的确定方法，其特征在于，根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的偏移量，包括：
确定出所述初级波前像差中的倾斜像差和彗差像差；
根据所述偏移量对应关系，以及所述倾斜像差和所述彗差像差，确定出所述副反射面的横向偏移量和/或倾斜偏移量。
5.一种副反射面位姿调整方法，其特征在于，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述方法包括：
获取由权利要求1至4中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量；
根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
6.一种副反射面的位姿调整量的确定装置，其特征在于，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述装置包括：
光程误差获得模块，用于获得口径面的光程误差分布，其中，所述口径面与所述主反射面的口径对应；
光程误差拟合模块，用于对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果；
调整量确定模块，用于根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述整体对应关系为所述副反射面的偏移量与所述拟合结果之间的对应关系；
所述光程误差拟合模块，用于对所述光程误差分布进行拟合，确定出拟合结果，包括：采用Zernike多项式对所述光程误差分布进行拟合，确定出Zernike系数，其中，所述Zernike系数表示所述拟合结果；
所述整体对应关系包括像差对应关系和偏移量对应关系，调整量确定模块，用于根据预设的整体对应关系和所述拟合结果，确定出所述副反射面的位姿调整量，包括：根据所述像差对应关系和所述Zernike系数，确定出初级波前像差，其中，所述像差对应关系为Zernike系数与赛德尔像差之间的对应关系，所述赛德尔像差中包括所述初级波前像差；根据所述偏移量对应关系和所述初级波前像差，确定出所述副反射面的位姿调整量，其中，所述偏移量对应关系为所述副反射面的偏移量与初级波前像差之间的对应关系。
7.一种副反射面的位姿调整装置，其特征在于，应用于双反射面天线，所述双反射面天线包括主反射面和副反射面，所述装置包括：
调整量获取模块，用于获取由权利要求1至4中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法确定出的所述副反射面的位姿调整量；
副反射面调整模块，用于根据所述位姿调整量，生成控制指令，以使副反射面调整机构基于所述控制指令调整所述副反射面的位姿。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至4中任一项所述的副反射面的位姿调整量的确定方法的步骤，或者实现如权利要求5所述的副反射面位姿调整方法的步骤。
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