半光程差在緊縮場天線型面精度測量中的應(yīng)用

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1、制造技術(shù)研究航天制造技術(shù)半光程差在緊縮場天線型面精度測量中的應(yīng)用欒京東李曉星周國鋒趙金澤胡浩周超（北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院，北京100191）摘要：通過討論實際型面與理論型面誤差之間的關(guān)系，得出基于半光程差與法向誤差之間的關(guān)系式，將激光跟蹤儀采集的法向誤差轉(zhuǎn)換成反映電氣性能的半光程差，并將其應(yīng)用到某緊縮場反射面天線的型面檢測中。關(guān)鍵詞：緊縮場；半光程差；法向誤差；激光跟蹤儀ApplicationofSemi-opticalPathDifferenceforAntennaSurfaceAccuracyMeasurementinaC

2、ompactRangeLuanJingdongLiXiaoxingZhouGuofengZhaoJinzeHuHaoZhouChao（SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,BeihangUniversity,Beijing100191）Abstract：Thispaperdiscussedtherelationshipoferrorbetweentheactualsurfaceandthetheoreticalsurface.Aformulabasedonsemi-opticalpathdif

3、ferenceandnormalerrorwasobtained.Thedataofnormalerrorfromlasertrackerwerechangedtosemi-opticalpathdifferencereflectingtheelectricalperformance.Anditwasappliedtoreflectorantennasurfacedetectionforacompactrange.Keywords：compactantennatestrange；semi-opticalpathdifference；norm

4、alerror；lasertracker1引言2半光程差緊縮場能在較小的暗室里模擬遠(yuǎn)場的電磁環(huán)境，利用常規(guī)的遠(yuǎn)場測試設(shè)備和方法，對雷達(dá)散射截面和天線方向圖測量等進(jìn)行各種天線測量和研究，具有精[1]度高、干擾小、測試方便、保密性好等優(yōu)點。緊縮場天線電檢測中對于低頻段測試頻率取決于反射面的尺寸和邊緣鋸齒的長度，而高頻段測試頻率主要取[2]決于反射面的型面精度。隨著低可偵測性技術(shù)的快速發(fā)展，世界各國相繼建立超寬與超高頻的大型緊縮場，其要求整個反射面的型面精度達(dá)微米級別。傳統(tǒng)天線反射面的檢測設(shè)備如經(jīng)緯儀、全站儀和三坐標(biāo)測圖1天線反射面的半光程差示意

5、圖量機(jī)等，因為精度低、測量范圍小或工作效率低而無法應(yīng)用?；诩す飧檭x的測量系統(tǒng)解決了大型緊縮反射面各點的表面誤差不同，導(dǎo)致口面電磁場上場安裝與檢測的測量技術(shù)問題，但是衡量天線電氣性各點的相位也不相同，從而影響緊縮場天線的電性能的是半光程差，而實際上儀器測得是法向誤差，因能，例如天線的增益降低，電測時輻射方向圖改變，[3]此有必要弄清楚它們之間的關(guān)系。旁瓣電平增高等。如圖1所示，實際型面相對理論作者簡介：欒京東（1984-），博士，航空宇航制造工程專業(yè)；研究方向：大型緊縮場天線裝配測量技術(shù)研究。收稿日期：2013-10-1021制造技術(shù)研究

6、2013年12月第6期型面有一凹下部分，對于理論型面點，從A點反射的?2f[4]cos?（7）射線光程比從其它點反射的射線光程長：2224f?y?L?AB?BC??????cos?（1）而由此引起的最大相位偏差為于是半光程差與法向誤差的關(guān)系為：???2?????1(?cos?)?2f??n?n?n（2）???（8）?222224f?y1?(y2f)1?(r2f)在圖1中，從F點射向B點的電磁波就會比其它點多傳播一段路程，即所謂的光程差，記為2δ。半光因為反射面?zhèn)€別點的半光程差對于整個天線的程差δ是光程差的一半，即：電性能不起決定性的影響，而

7、起決定作用的是整個反d=ΔL（3）射面各點半光程差的均方根值，所以衡量天線反射面精度的應(yīng)該是天線表面點的半光程差的均方根值。采3半光程差與法向誤差的關(guān)系集實際測量結(jié)果的反射面各點的法向誤差，就可計算出半光程差的均方根值，具體計算過程采用考慮照射[5]目前，緊縮場天線測量多數(shù)采用激光跟蹤儀或經(jīng)加權(quán)的半光程差計算公式如下：緯儀，使用的測量軟件大多為SA或A-xyz，這些軟22?i??nicos?Aiqi件基于正交坐標(biāo)系，實際測得是法向誤差。天線電性??2（9）A能主要受曲面上各點半光程差的影響，半光程差越大，對天線電性能影響越壞，對于電檢測來說

8、，更關(guān)式中：i表示型面采集點，該點所屬的口面面積心的是衡量天線電性能的半光程差，因此弄清他們之為ΔAi，該點的照射強(qiáng)度為qi（qi＜1）；A為口面總面間的關(guān)系十分必要。積。圖2說