[发明专利]天线反射器及其型面变形测量方法和对比测量方法

说明书

天线反射器及其型面变形测量方法和对比测量方法，属于整体变形测量领域，为了解决当前对于格栅反射器型面变形测量存在或偏差较大，或操作繁琐且费时费力的问题，要点是在反射器型面布置多个靶点，测量靶点的三维坐标，用传感器对于反射器型面的靶点的变形位移进行单次测量；将反射器型面划分为多个拟合区域；分别将不同拟合区域内靶点的坐标信息采用多项式拟合对应靶点的变形位移，使用最小二乘法进行多项式系数的求解，得到每片拟合区域所对应的拟合函数；将不同区域内靶点的坐标信息代入对应区域的拟合函数，更新并得到对应靶点的变形位移，效果是利用空间连续性特征提高其整体变形测量精度，又能够操作简单，省时省力。

技术领域

本发明属于整体变形测量领域，涉及一种天线反射器型面变形的测量方法。

背景技术

高精度的固面天线反射器，如格栅反射器等，被广泛应用于卫星通信、地球观测及深空探测等领域。其在工作状态下需要保持较高的型面精度，才能满足其工作频率的要求，然而受到空间热载荷、结构松弛及材料蠕变等因素影响，会导致反射器型面发生变形，使其型面精度下降，需要测量其型面变形而进行调整。

目前经常采用的是使用摄影测量等传感器单次测量或多测测量取均值的方法，对反射器型面变形进行确定，然而受限于传感器的测量精度，单次测量的值总是有一定偏差的，而采用多次重复测量取平均值的方法能够提升测量精度，但是该方法具体操作繁琐且费时费力，尤其是对于反射器型面动态变形的情况下，不具备多次测量取均值的条件。

发明内容

为了解决当前对于天线反射器型面变形测量存在或偏差较大，或操作繁琐且费时费力的问题，本发明提出一种天线反射器型面变形测量方法，该方法在测量时步骤简单，能够省时省力，且测量精度高，并进一步解决了反射器型面动态变形测量的问题。

为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：一种天线反射器型面变形测量方法，包括如下步骤：

S1.在反射器型面布置多个靶点，测量靶点的三维坐标，坐标系原点置于反射器的型面中心，Z轴平行反射器面外变形方向，XY平面垂直于Z轴，用传感器对于反射器型面的靶点的Z轴方向变形位移dz进行单次测量；

S2.根据反射器的型面特征和因拟合而需求的靶点数量，将反射器型面划分为多个拟合区域；

S3.分别将不同拟合区域内靶点的X、Y轴坐标信息采用多项式拟合对应靶点的Z轴方向变形位移dz，使用最小二乘法进行多项式系数的求解，得到每片拟合区域所对应的拟合函数；

S4.将不同区域内靶点的X、Y轴的坐标信息代入对应区域的拟合函数，更新并得到对应靶点的Z轴方向变形位移dz。

进一步的，以格栅反射器为例，格栅反射器为正六边形，背部设置多个凹槽安装PZT压电作动器，由于格栅反射器背部凹槽影响了其整体型面的连续性，所以根据凹槽的分布将格栅反射器划分为若干个小三角形区域，将相邻几个小三角形整合为一个三角形拟合区域，使得正六边形的格栅反射器具有形状基本相同的六个三角形拟合区域，且各个拟合区域具有相交的顶点，拟合区域以此顶点呈倒三角分布，每个拟合区域内靶点数量超过10个。

进一步的，以格栅反射器为例，格栅反射器型面的面积为0.311平方米，30个PZT压电作动器安装在反射器背部的U型槽内，格栅反射器正面布置有178个直径为1.6厘米的靶点，采用DIC测量靶点坐标，根据凹槽的分布将格栅反射器划分为24个小三角形区域，将四个相邻小三角形整合为1个拟合区域，使得正六边形的格栅反射器具有形状基本相同的六个三角形拟合区域，且各个拟合区域具有相交的顶点，拟合区域以此顶点呈倒三角分布，每个拟合区域内靶点数量为28～32个。

进一步的，所述的拟合采用二次多项式拟合，设某一拟合区域内任意靶点的Z轴方向变形位移dz_i＝f(x_i,y_i)写成：