RU2518398C1

RU2518398C1 - Method for adaptation of reflecting antenna surfaces

Info

Publication number: RU2518398C1
Application number: RU2012149627/07A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Артеменко; Андрей Емельянович Городецкий; Владимир Васильевич Дубаренко; Андрей Юрьевич Кучмин; Ирина Леонидовна Тарасова; Александр Иванович Галушкин; Владимир Анатольевич Агапов
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-06-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: approximating paraboloid is constructed for each baffle based on values of positions of baffles such that the focal distance and the position of the base of each paraboloid minimally differs from a neighbouring base and wherein the difference between focal distances thereof is a multiple of the wavelength of the received radio-frequency radiation, and the deviation of each baffle from the corresponding paraboloid is calculated; the position of each baffle of a second reflector (convergent mirror) is measured after moving baffles of a main reflector, a model is constructed for the path of beams reflected from baffles of the main reflector towards the convergent mirror and the position of reflecting surfaces of the baffles of the convergent mirror, and the mismatch of outermost beams with positions of corresponding edges of reflecting surfaces of the baffles of the convergent mirror is calculated, and an automatic control system is used to move each baffle of the convergent mirror towards the side of decreasing mismatch such that the positions of foci thereof minimally diverge from each other, from the position of the secondary focus of the mirror system and(or) from the position of the radiation receiver, under the condition that the length of beams from the primary focus to the reflecting surfaces of baffles of the convergent mirror, and the length of beams from the reflecting surfaces of baffles of the convergent mirror to the secondary focus and the divergence in both cases are multiples of the wavelength of the received radiation.

EFFECT: higher utilisation factor of the surface of multi-range double-reflector antennae.

3 dwg

Description

Изобретение относится к космическим радиотелескопам, а именно к антенным системам, и предназначено для адаптации отражающих поверхностей антенны к изменению их профиля из-за ветровых и весовых деформаций и (или) к изменению длины принимаемых антенной радиоволн.The invention relates to space radio telescopes, namely to antenna systems, and is intended to adapt the reflective surfaces of the antenna to a change in their profile due to wind and weight deformations and (or) to a change in the length of the radio waves received by the antenna.

Известен способ адаптации отражающей поверхности основного зеркала многодиапазонных двухзеркальных антенн (ДЗА), образуемой параболическими щитами, расположенными в N ярусов, при котором для каждого яруса вычисляют оптимальный теоретический параболоид, обеспечивающий максимальное значение апертурного коэффициента использования поверхности (КИП), определяют максимально допустимое отклонение положения щитов каждого яруса и перемещают щиты таким образом, чтобы минимизировать максимальное отклонение профиля результирующей зеркальной поверхности основного зеркала от вычисленного теоретического (Раздоркин Д.Я., Романенко М.В. Алгоритм оптимизации двухзеркальной антенны с рефлектором из параболических щитов. Журнал радиоэлектроники, №4, 2000) [1].There is a method of adapting the reflecting surface of the main mirror of multi-band two-mirror antennas (DZA), formed by parabolic shields located in N tiers, in which for each tier the optimal theoretical paraboloid is calculated, which ensures the maximum value of the aperture surface utilization coefficient (KIP), the maximum permissible deviation of the position of the shields is determined each tier and move the shields in such a way as to minimize the maximum deviation of the profile of the resulting mirror second surface of the primary mirror from the calculated theoretical (Razdorkin DY, Romanenko MV optimization algorithm with the two-mirror antenna reflector of parabolic panels. electronics magazine, №4, 2000) [1].

Недостатком такого способа является снижение КИП из-за отсутствия адаптации поверхности к ветровым и весовым деформациям, что может вызывать существенное снижение КИП у антенн с большой площадью поверхностей.The disadvantage of this method is the reduction of instrumentation due to the lack of adaptation of the surface to wind and weight deformations, which can cause a significant decrease in instrumentation for antennas with a large surface area.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ адаптации отражающих поверхностей антенн больших радиотелескопов миллиметровых волн, при которых измеряют положение щитов, образующих отражающую поверхность главного зеркала антенны, строят в компьютере по измеренным значениям, например методом наименьших квадратов, поверхность аппроксимирующего параболоида, вычисляют отклонения каждого щита от упомянутого аппроксимирующего параболоида и по вычисленным отклонениям с помощью системы автоматического управления перемещают каждый щит в сторону минимизации этих отклонений, затем измеряют положение второго зеркала (контррефлектора), вычисляют отклонение его измеренного положения от оптимального, согласованного с построенной ранее поверхностью аппроксимирующего параболоида, и с помощью системы автоматического управления перемещают контррефлектор в сторону минимизации указанного отклонения (Система автоматического наведения радиотелескопа, RU Патент №2319171, G01S, от 17.07.2006 г., бюл. №7, 2008 г.) [2].Closest to the proposed technical essence is a method of adapting the reflecting surfaces of antennas of large millimeter wave radio telescopes, in which the position of the shields forming the reflecting surface of the main mirror of the antenna is measured, the values are constructed in a computer, for example, by the least squares method, the surface of the approximating paraboloid, the deviations of each shield from the mentioned approximating paraboloid and according to the calculated deviations using the automatic control system Each shield moves to the side of minimizing these deviations, then the position of the second mirror (counterreflector) is measured, the deviation of its measured position from the optimal one matched with the surface of the approximating paraboloid constructed earlier is calculated, and using the automatic control system, the counterreflector is moved to minimize this deviation (System automatic guidance of a radio telescope, RU Patent No. 2319171, G01S, dated July 17, 2006, bull. No. 7, 2008) [2].

Недостатком такого способа является отсутствие адаптации зеркальных поверхностей к изменению длины принимаемых антенной радиоволн и большой диапазон перемещений верхних щитов главного зеркала при адаптации к весовым деформациям, что приводит к снижению КИП.The disadvantage of this method is the lack of adaptation of the mirror surfaces to a change in the length of the received radio waves by the antenna and the large range of movements of the upper shields of the main mirror when adapting to weight deformations, which leads to a decrease in the instrumentation.

Задачей изобретения является повышение коэффициента использования поверхности (КИП) многодиапазонных двухзеркальных антенн (ДЗА).The objective of the invention is to increase the coefficient of surface utilization (instrumentation) of multi-band two-mirror antennas (DZA).

Технический результат от повышения КИП ДЗА состоит в достижении высоких значений апертурного коэффициента полезного действия при значительном разбросе рабочих диапазонов частот и больших весовых и ветровых деформаций элементов конструкции антенн.The technical result of increasing the instrumentation DZA is to achieve high values of the aperture efficiency with a significant dispersion of the operating frequency ranges and large weight and wind deformations of the antenna design elements.

Указанная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, как и в способе, принятом за прототип, измеряют положение щитов, образующих отражающую поверхность главного зеркала антенны, строят в компьютере по измеренным значениям положения щитов, например методом наименьших квадратов, поверхность аппроксимирующего параболоида, вычисляют отклонения каждого щита от упомянутого аппроксимирующего параболоида и по вычисленным отклонениям с помощью системы автоматического управления перемещают каждый щит в сторону минимизации этих отклонений.This problem is solved due to the fact that in the proposed method, as in the method adopted for the prototype, the position of the shields forming the reflecting surface of the main mirror of the antenna is measured, the surface of the approximating paraboloid is constructed using the measured values of the position of the shields in the computer, for example, deviations of each shield from said approximating paraboloid are calculated, and according to the calculated deviations by means of an automatic control system, each shield is moved to minimize these deviations.

В отличие от известного в предлагаемом способе по измеренным значениям положений щитов для каждого щита строят в компьютере свой аппроксимирующий параболоид таким образом, чтобы фокусное расстояние и положение основания каждого параболоида минимально отличалось от соседнего и, при этом, разности между их фокусными расстояниями были кратны длине волны принимаемого антенной радиоизлучения, и вычисляют отклонения каждого щита от соответствующего ему аппроксимирующего параболоида, после окончания перемещений щитов главного зеркала измеряют положения каждого щита второго зеркала (контррефлектора), строят в компьютере модель хода лучей, отраженных от щитов главного зеркала в сторону контррефлектора, и положения отражающих поверхностей щитов контррефлектора и вычисляют рассогласования крайних лучей, отраженных от щитов главного зеркала, с положениями соответствующих краев отражающих поверхностей щитов контррефлектора, и с помощью системы автоматического управления перемещают каждый щит контррефлектора в сторону уменьшения указанных рассогласований таким образом, чтобы положения их фокусов минимально расходились между собой и с положением вторичного фокуса зеркальной системы и (или) с положением приемника излучения при условии, что длины лучей (оптических путей) от первичного фокуса до отражающих поверхностей щитов контррефлектора и расхождения между ними, а также длины лучей (оптических путей) от отражающих поверхностей щитов контррефлектра до вторичного фокуса и расхождения между ними, были кратны длине волны принимаемого излучения.In contrast to the known in the proposed method, from the measured values of the positions of the shields for each shield, they build their own approximating paraboloid in the computer so that the focal length and position of the base of each paraboloid are minimally different from the neighboring one and, at the same time, the differences between their focal lengths are a multiple of the wavelength received by the radio emission antenna, and deviations of each shield from the corresponding approximating paraboloid are calculated, after the end of the movements of the shields of the main mirror from they check the positions of each shield of the second mirror (counter-reflector), build in the computer a model of the path of rays reflected from the shields of the main mirror towards the counter-reflector, and the positions of the reflecting surfaces of the shields of the counter-reflector and calculate the mismatches of the extreme rays reflected from the shields of the main mirror with the positions of the corresponding edges of the reflecting surfaces counterreflector shields, and with the help of an automatic control system move each counterreflector shield in the direction of decreasing the indicated mismatches in this way so that the positions of their foci minimally diverge between themselves and with the position of the secondary focus of the mirror system and (or) with the position of the radiation receiver, provided that the lengths of the rays (optical paths) from the primary focus to the reflective surfaces of the shields of the counter-reflector and the differences between them, as well as the length rays (optical paths) from the reflective surfaces of the counterreflector shields to the secondary focus and the discrepancies between them were multiples of the wavelength of the received radiation.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема зеркальной системы антенны, на фиг.2 - оптическая схема хода лучей двух сопряженных щитов главного зеркала и контррефлектора, а на фиг.3 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of a mirror system of the antenna, Fig. 2 is an optical diagram of the path of the rays of two paired shields of the main mirror and a counter-reflector, and Fig. 3 is a block diagram of a device that implements the proposed method.

Схема зеркальной системы антенны (фиг.1) содержит плоскость 1 фронта принимаемого антенной радиоизлучения, лучи 2-5 принимаемого антенной радиоизлучения, падающего на главное зеркало, отражающую поверхность 6 главного зеркала, лучи 7-10, отраженные от щитов главного зеркала до первичного фокуса F₁ (l₇-l₁₀ - их длины), отражающую поверхность 11 контррефлектора, лучи 12-15 от первичного фокуса F₁ до отражающей поверхности контррефлектора (l₁₂-l₁₅ - их длины), лучи 16-19 от отражающей поверхности контррефлектора до вторичного фокуса F₂ (l₁₆-l₁₉ - их длины) и радиоприемник 20.The scheme of the antenna mirror system (FIG. 1) contains the plane 1 of the front of the received radio emission antenna, rays 2-5 of the received radio emission antenna incident on the main mirror, reflecting the surface 6 of the main mirror, rays 7-10 reflected from the shields of the main mirror to the primary focus F ₁ (l ₇ -l ₁₀ - their lengths), the reflective surface 11 of the counterreflector, rays 12-15 from the primary focus F ₁ to the reflective surface of the counterreflector (l ₁₂ -l ₁₅ - their lengths), rays 16-19 from the reflective surface of the counterreflector secondary focus F ₂ (l ₁₆ -l ₁₉ - their lengths) and glad receiver 20.

Оптическая схема (фиг.2) содержит щит 21 главного зеркала, лучи 22 и 23, отраженные от щита главного зеркала, щит 24 контррефлектора, согласованный с положением щита 21 главного зеркала, лучи 25 и 26, отраженные от щита 24, щит 27 контррефлектора, несогласованный с положением щита 21, лучи 28 и 29, отраженные от щита 27. Кроме того, фиг.2 содержит следующие буквенные обозначения: буквами A и B обозначены края щита 21 главного зеркала, С и Д - края щита 24, Е и К - края щита 27, F₁ - первичный фокус, F₂ - вторичный фокус, F₃ - фокус лучей, отраженных от щита 27.The optical scheme (figure 2) contains a shield 21 of the main mirror, the rays 22 and 23, reflected from the shield of the main mirror, a shield 24 of the counterreflector, consistent with the position of the shield 21 of the main mirror, rays 25 and 26, reflected from the shield 24, the shield 27 of the counterreflector inconsistent with the position of the shield 21, the rays 28 and 29 reflected from the shield 27. In addition, figure 2 contains the following letters: letters A and B indicate the edges of the shield 21 of the main mirror, C and D - the edges of the shield 24, E and K - the edges of the shield 27, F ₁ is the primary focus, F ₂ is the secondary focus, F ₃ is the focus of the rays reflected from the shield 27.

Блок-схема (фиг.3) системы адаптации зеркальной поверхности, реализующей предлагаемый способ, содержит блок 30 управления, один выход которого связан с первыми входами блока 32 вычисления отклонений щитов 21 и с первым входом блока 38 вычисления отклонений щитов 24, а второй выход связан с входом системы 31 измерения положения щитов 21 главного зеркала, второй вход которой связан со щитами 21, а выход с входом блока 32 вычисления отклонений положений щитов 21, выход блока 32 связан с входом группового регулятора 33 актуаторов, выходы которого связаны с входами контроллеров 34 актуаторов, одни выходы которых связаны с входом группового регулятора 33, а другие - с входами электросиловых приводов 35 актуаторов, выходы которых связаны с подвижными щитами 21 главного зеркала и датчиками 36 обратной связи, выходы которых связаны со вторыми входами контроллеров 34, и систему 37 измерения положения щитов 24 контррефлектора, один вход которой связан с выходом группового регулятора 33, а другой - со щитами 24, а выход с входом блока 38 вычисления отклонений положений щитов 24, выход блока 38 связан с входом группового регулятора 39 актуаторов, выходы которого связаны с входами контроллеров 40 актуаторов, одни выходы которых связаны с входом группового регулятора 39, а другие - с входами электросиловых приводов 41 актуаторов, выходы которых связаны с подвижными щитами 24 главного зеркала и датчиками 42 обратной связи, выходы которых связаны со вторыми входами контроллеров 40.The block diagram (Fig. 3) of the mirror surface adaptation system that implements the proposed method comprises a control unit 30, one output of which is connected to the first inputs of the shield deviation calculation unit 32 and to the first input of the shield deviation calculation unit 38, and the second output is connected with the input of the system 31 for measuring the position of the shields 21 of the main mirror, the second input of which is connected to the shields 21, and the output with the input of the block 32 for calculating the deviations of the positions of the shields 21, the output of the block 32 is connected to the input of the group controller 33 of the actuators, the outputs of which are connected with the moves of the controllers 34 actuators, some outputs of which are connected to the input of the group controller 33, and others - with the inputs of the electric power drives of 35 actuators, the outputs of which are connected to the movable shields 21 of the main mirror and the feedback sensors 36, the outputs of which are connected to the second inputs of the controllers 34, and the system 37 for measuring the position of the shields 24 of the counter-reflector, one input of which is connected to the output of the group controller 33, and the other to the shields 24, and the output to the input of the block 38 calculates the deviations of the positions of the shields 24, the output of the block 38 is connected to the input of the groups a new controller 39 actuators, the outputs of which are connected to the inputs of the controllers 40 actuators, some outputs of which are connected to the input of the group controller 39, and others - to the inputs of electric power drives 41 actuators, the outputs of which are connected to the movable shields 24 of the main mirror and sensors 42 feedback, outputs which are associated with the second inputs of the controllers 40.

Описание способа.Description of the method.

При монтаже антенны щиты главного зеркала устанавливают таким образом (см. фиг.1), чтобы лучи 2-4, идущие от плоскости 1 фронта принимаемого антенной радиоизлучения и падающие на поверхность 6 главного зеркала, собирались в первичном фокусе F₁ антенны и затем все в виде лучей 12-15 падали на щиты контррефлектора 11. При этом щиты контррефлектора 11 устанавливают таким образом, чтобы все отраженные от них лучи 16-19 собирались во вторичном фокусе F₂ и попадали на чувствительную поверхность радиоприемника 20 с равными фазами. В этом случае КИП антенны будет максимальным. В частности, как показано на фиг.2, луч 22 от края А щита 21 главного зеркала, проходя через первичный фокус F₁ антенны, попадает в край Д щита 24 контррефлектора, согласованный с положением щита 21 главного зеркала, а луч 23 от края В щита 21 главного зеркала, проходя через первичный фокус F₁ антенны, попадает в край С щита 24 контррефлектора. При этом отраженные от щита 24 лучи 25 и 26 собираются во вторичном фокусе F₂ антенны и, таким образом, попадают на чувствительную поверхность радиоприемника равными фазами.When mounting the antenna, the shields of the main mirror are installed in such a way (see Fig. 1) so that the rays 2-4 coming from the plane 1 of the front of the received radio emission antenna and incident on the surface 6 of the main mirror are collected in the primary focus F _{1 of the} antenna and then everything in the form of rays 12-15 fell on the shields of the counter-reflector 11. In this case, the shields of the counter-reflector 11 are set so that all the rays 16-19 reflected from them are collected in the secondary focus F ₂ and fall on the sensitive surface of the radio receiver 20 with equal phases. In this case, the antenna instrumentation will be maximum. In particular, as shown in figure 2, the beam 22 from the edge A of the shield 21 of the main mirror, passing through the primary focus F _{1 of the} antenna, falls into the edge D of the shield 24 of the counter-reflector, consistent with the position of the shield 21 of the main mirror, and the beam 23 from the edge B the shield 21 of the main mirror, passing through the primary focus F _{1 of the} antenna, falls into the edge C of the shield 24 of the counter-reflector. In this case, the rays 25 and 26 reflected from the shield 24 are collected in the secondary focus F _{2 of the} antenna and, thus, get to the sensitive surface of the radio receiver in equal phases.

В процессе наведения антенны на тот или иной источник радиоизлучения производится поворот по углу места главного зеркала и контррефлектора. При этом происходит деформация элементов конструкции антенны из-за изменения весовых и ветровых нагрузок. В результате происходит рассогласование положения щитов 21 главного зеркала с положениями щитов 27 контррефлектора (см. фиг.2). В частности, лучи 22 и 23 от края A и B щита 21 не попадают на края Д и C соответственно щита 27 контррефлектора, положение которого оказывается несогласованным с положением щита 21 главного зеркала. Следовательно, не все лучи от щитов главного зеркала попадают на щиты контррефлектора и, кроме того, как показано на фиг.2, отраженные от щита 27 лучи 28 и 29 собираются в фокусе F₃, положение которого не совпадает с положением вторичного фокуса F₂ антенны. В результате они могут либо вообще не попасть на чувствительную поверхность радиоприемника, либо прийти на нее в несогласованной фазе с лучами от других щитов контррефлектора. Таким образом, при повороте антенны по углу места происходит уменьшение КИП антенны. Причем настройка антенны с помощью перемещения только щитов главного зеркала не устраняет рассогласование фаз при изменении длины волны излучения, так как условие согласованности фаз зависит от длины волны λ.In the process of pointing the antenna at a particular source of radio emission, a rotation is made along the elevation angle of the main mirror and the counter-reflector. In this case, the structural elements of the antenna are deformed due to changes in weight and wind loads. As a result, the position of the shields 21 of the main mirror is mismatched with the positions of the shields 27 of the counter-reflector (see figure 2). In particular, the rays 22 and 23 from the edge A and B of the shield 21 do not fall on the edges D and C, respectively, of the shield 27 of the counter-reflector, the position of which is inconsistent with the position of the shield 21 of the main mirror. Therefore, not all the rays from the shields of the main mirror fall on the shields of the counter-reflector and, in addition, as shown in Fig. 2, the rays 28 and 29 reflected from the shield 27 are collected in focus F ₃ , the position of which does not coincide with the position of the secondary focus F _{2 of the} antenna . As a result, they can either not get on the sensitive surface of the radio receiver at all, or come on it in an inconsistent phase with rays from other shields of the counter-reflector. Thus, when the antenna is rotated in elevation, the antenna instrumentation decreases. Moreover, tuning the antenna by moving only the shields of the main mirror does not eliminate the phase mismatch when the radiation wavelength changes, since the phase matching condition depends on the wavelength λ.

$L_{i} - L_{j} = n λ (1)$

L_{i} - L_{j} = n λ (one)

где L_i=l₇+l₁₂+l₁₆, L_j=l₁₀+l₁₅+l₁₉, n - целое число, λ - длина волны принимаемого радиоизлучения.where L _i = l ₇ + l ₁₂ + l ₁₆ , L _j = l ₁₀ + l ₁₅ + l ₁₉ , n is an integer, λ is the wavelength of the received radio emission.

При повороте антенны по углу места блок управления 30 подает в систему 31 сигнал на начало измерений. Система 31 измеряет положения щитов 21 главного зеркала и передает измеренную информацию в блок 32 вычисления отклонений положений щитов 21. Блок 32 для каждого щита 21 главного зеркала строит в компьютере по измеренным значениям, например методом наименьших квадратов, поверхности аппроксимирующих параболоидов таким образом, чтобы фокусное расстояние и положение основания каждого параболоида минимально отличалось от соседнего и, при этом, разности между их фокусными расстояниями были кратны длине волны принимаемого антенной радиоизлучения. Затем блок 32 вычисляет отклонения каждого щита от соответствующего ему аппроксимирующего параболоида и передает в групповой регулятор 33 соответствующие коррекции положения щитов 21 главного зеркала. Групповой регулятор 33 по полученным корректирующим сигналам вырабатывает задания для каждого из контроллеров 34, которые, получив задание на перемещение, вычитают из них перемещения, полученные от датчиков 36 обратной связи положения актуаторов, по полученным разностям сигналов вырабатывают в соответствии с установленным законом управления, например пропорционально интегрально-дифференциальным (ПИД), управляющие воздействия и передают их в электросиловые приводы 35 актуаторов, которые будут перемещать актуаторы и соответственно подвижные щиты 21 до тех пор, пока сигналы от датчиков 36 обратной связи не сравняются с сигналами задания от группового регулятора 33. При достижении равенства контроллеры 34 передают соответствующие сообщения в групповой регулятор 33, который после поступления сообщений от всех контроллеров 34 передаст в систему 37 сообщение на начало измерения положений щитов 24 контррефлектора.When the antenna is rotated in elevation, the control unit 30 provides a signal to the system 31 to start measurements. The system 31 measures the positions of the shields 21 of the main mirror and transmits the measured information to the block 32 for calculating the deviations of the positions of the shields 21. Block 32 for each shield 21 of the main mirror constructs in the computer, for example, the least squares method, the surfaces of approximating paraboloids so that the focal length and the position of the base of each paraboloid was minimally different from the neighboring one and, at the same time, the differences between their focal lengths were a multiple of the wavelength of the received radio emission antenna . Then, block 32 calculates the deviations of each shield from its corresponding approximating paraboloid and transfers to the group controller 33 the corresponding position corrections for the shields 21 of the main mirror. The group controller 33, on the basis of the received correction signals, generates tasks for each of the controllers 34, which, having received a task for moving, subtract from them the movements received from the feedback sensors 36 of the position of the actuators, according to the received signal differences, they are generated in accordance with the established control law, for example, in proportion integral-differential (PID), control actions and transfer them to the electric power drives of 35 actuators, which will move the actuators and accordingly move shields 21 until the signals from the feedback sensors 36 are equal to the reference signals from the group controller 33. When equality is reached, the controllers 34 transmit the corresponding messages to the group controller 33, which after receiving messages from all the controllers 34 will transmit a message to the system 37 at the beginning of the measurement of the positions of the shields 24 of the counterreflector.

Система 37 после поступления сигнала от группового регулятора 33 измеряет положения щитов 24 контррефлектора и передает измеренную информацию в блок 38 вычисления отклонений положений щитов 24 от согласованного с положениями соответствующих щитов 21 главного зеркала. Блок 38 для каждого щита 24 контррефлектора строит в компьютере модель хода лучей, отраженных от щитов главного зеркала в сторону контррефлектора, и положения отражающих поверхностей щитов контррефлектора и вычисляет рассогласования крайних лучей, отраженных от щитов главного зеркала, с положениями соответствующих краев отражающих поверхностей щитов контррефлектора. Затем блок 38 по вычисленным рассогласованиям вырабатывает сигналы, соответствующие коррекции положения щитов 24 контррефлектора, и передает их в групповой регулятор 39, который по полученным корректирующим сигналам вырабатывает задания для каждого из контроллеров 40, которые, получив задание на перемещение, вычитают из них перемещения, полученные от датчиков 42 обратной связи положения актуаторов, по полученным разностям сигналов вырабатывают в соответствии с установленным законом управления (например, ПИД) управляющие воздействия и передают их в электросиловые приводы 41 актуаторов, которые будут перемещать актуаторы и соответственно подвижные щиты 24 до тех пор, пока сигналы от датчиков 42 обратной связи не сравняются с сигналами задания от группового регулятора 39. При достижении равенства контроллеры 40 передают соответствующие сообщения в групповой регулятор 39, который после поступления сообщений от всех контроллеров 40 передаст сообщение об окончании процесса адаптации в блок управления 30.The system 37 after receiving a signal from the group controller 33 measures the position of the shields 24 of the counter-reflector and transmits the measured information to the unit 38 for calculating the deviations of the positions of the shields 24 from the main mirror coordinated with the positions of the respective shields 21. Block 38 for each counterreflector shield 24 builds in the computer a model of the path of rays reflected from the main mirror shields towards the counterreflector and the position of the reflective surfaces of the counterreflector shields and calculates the discrepancies of the extreme rays reflected from the main mirror shields with the positions of the corresponding edges of the reflective shields of the counterreflector. Then, the unit 38, according to the calculated discrepancies, generates signals corresponding to the correction of the position of the shields 24 of the counter-reflector and transmits them to the group controller 39, which, according to the received correction signals, generates tasks for each of the controllers 40, which, having received the task for moving, subtract from them the movements received from the feedback sensors 42, the positions of the actuators, according to the received signal differences, generate control actions in accordance with the established control law (for example, PID) and give them to the electric actuator actuators 41, which will move the actuators and, accordingly, the mobile panels 24 until the signals from the feedback sensors 42 are equal with the reference signals from the group controller 39. When equality is reached, the controllers 40 transmit the corresponding messages to the group controller 39 which, after receiving messages from all controllers 40, will transmit a message about the end of the adaptation process to the control unit 30.

При изменении частоты или длины волны принимаемого антенной радиоизлучения достигнутое ранее системой адаптации соотношение длин оптических путей (1) перестает выполняться. Поэтому блок 30 управления передает в блоки 32 и 38 новое значение длины волны, которые производят новые вычисления и вырабатывают сигналы коррекции положения щитов 21, 24, поступающие в групповые регуляторы 33 и 39 для отработки.When changing the frequency or wavelength of the received radio emission antenna, the optical path ratio (1) previously achieved by the adaptation system ceases to be fulfilled. Therefore, the control unit 30 transmits to the blocks 32 and 38 a new value of the wavelength, which perform new calculations and generate correction signals for the position of the shields 21, 24, which enter the group controllers 33 and 39 for testing.

Таким образом, предложенный способ реализуется рассмотренной системой адаптации, обеспечивая повышение КИП многодиапазонных ДЗА при значительном разбросе рабочих диапазонов частот и больших весовых и ветровых деформаций элементов конструкции антенн.Thus, the proposed method is implemented by the considered adaptation system, providing an increase in the instrumentation of multi-range remote sensing devices with a significant dispersion of the operating frequency ranges and large weight and wind deformations of the antenna design elements.

Использованная литератураReferences

1. Раздоркин Д.Я., Романенко М.В. Алгоритм оптимизации двухзеркальной антенны с рефлектором из параболических щитов. // Журнал радиоэлектроники, №4, 2000.1. Razdorkin D.Ya., Romanenko M.V. Algorithm for optimizing a two-mirror antenna with a reflector from parabolic shields. // Journal of Radio Electronics, No. 4, 2000.

2. RU Патент №2319171. Система автоматического наведения радиотелескопа, G01S, от 17.07.2006 г., бюл. №7, 2008 г.2. RU Patent No. 2319171. System for automatic guidance of a radio telescope, G01S, dated July 17, 2006, bull. No 7, 2008

Claims

A method of adapting the reflective surfaces of the antenna, which consists in measuring the position of the shields that form the reflecting surface of the main mirror of the antenna, constructing in the computer the measured values of the position of the shields, for example, using the least squares method, the surface of an approximating paraboloid, calculating the deviation of each shield from the said approximating paraboloid and calculated deviations with using an automatic control system for the movement of each shield in the direction of minimizing these deviations, different t According to the measured values of the positions of the shields for each shield, they build their own approximating paraboloid in the computer so that the focal length and base position of each paraboloid are minimally different from the neighboring one and the differences between their focal lengths are a multiple of the wavelength of the received radio emission antenna, and they calculate deviations of each shield from its corresponding approximating paraboloid, after the end of the movements of the shields of the main mirror, the positions of each shield of the second are measured mirrors (counterreflector), build a computer model of the path of rays reflected from the shields of the main mirror towards the counterreflector, and the position of the reflective surfaces of the shields of the counterreflector, and calculate the mismatches of the extreme rays reflected from the shields of the main mirror with the positions of the corresponding edges of the reflective surfaces of the shields of the counterreflector, and using an automatic control system, each counterreflector shield is moved to the side of decreasing the indicated mismatches so that the positions of their foci are minimized o diverged from each other and with the position of the secondary focus of the mirror system and (or) with the position of the radiation receiver, provided that the length of the rays (optical paths) from the primary focus to the reflective surfaces of the shields of the counter-reflector and the differences between them, as well as the length of the rays (optical paths) from the reflective surfaces of the counterreflector shields to the secondary focus and the discrepancies between them, were multiples of the wavelength of the received antenna radiation.