張曉玲 左營(yíng)喜 婁 錚康浩然王 鈺4 錢 元

(1中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)南京210023)(2中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院合肥230026)(3中國(guó)科學(xué)院射電天文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京210023)(4上海師范大學(xué)數(shù)理學(xué)院上海200234)

1 引言

太赫茲波因其在研究宇宙微波背景輻射、星際塵埃與介質(zhì)以及精細(xì)分原子譜線方面的優(yōu)勢(shì),在天文學(xué)研究領(lǐng)域具有不可代替的重要作用[1].但地球大氣對(duì)太赫茲波的強(qiáng)烈吸收將優(yōu)良的太赫茲大氣窗口限制到地面上少有的高海拔和極低溫的干燥地區(qū).南極冰蓋的最高點(diǎn)冰穹A(Dome A)海拔4093 m,地表年平均溫度為?52?C,年平均水汽含量小于0.21 mm,為太赫茲波段的天文觀測(cè)提供了非常稀有的大氣窗口,有可能是地球上已知的最佳太赫茲和遠(yuǎn)紅外波段的天文觀測(cè)臺(tái)址[2].為了充分利用Dome A絕佳的太赫茲天文觀測(cè)臺(tái)址條件,我國(guó)計(jì)劃在南極Dome A建設(shè)南極昆侖站天文臺(tái),南極5 m口徑太赫茲望遠(yuǎn)鏡(The 5 m Dome A Terahertz Explorer,DATE5)將是該天文臺(tái)一期主干觀測(cè)設(shè)備之一[3].斜軸式的機(jī)架結(jié)構(gòu)采用了非正交坐標(biāo)系,由垂直于地面的方位軸和方位軸上方與之成45?角的斜軸組成,天線的光軸與斜軸保持45?角.相對(duì)于傳統(tǒng)的地平式和赤道式機(jī)架,斜軸式機(jī)架結(jié)構(gòu)能夠更好地適應(yīng)太赫茲望遠(yuǎn)鏡的極端臺(tái)址環(huán)境并為望遠(yuǎn)鏡的整體機(jī)構(gòu)提供保護(hù)[4–5],因此,DATE5將是一個(gè)斜軸式、全可動(dòng)的卡塞格林天線,在遠(yuǎn)程控制模式下工作.

與大多數(shù)大型射電望遠(yuǎn)鏡一樣,DATE5天線的反射面也是由一組分塊面板拼接而成.望遠(yuǎn)鏡天線的反射面精度直接影響天線效率,根據(jù)Ruze分析的反射面面形隨機(jī)誤差對(duì)天線效率的影響,一般要求天線反射面總體面形誤差均方根(Root Mean Square,RMS)小于工作波長(zhǎng)的1/20以獲得足夠的天線增益[6].對(duì)于高精度的太赫茲天線,在望遠(yuǎn)鏡臺(tái)址現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)和維持高達(dá)微米量級(jí)的面形精度要求是一項(xiàng)具有巨大挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù).近場(chǎng)全息測(cè)量具有測(cè)量精度高,便捷高效的優(yōu)點(diǎn),是毫米波和亞毫米波望遠(yuǎn)鏡面形測(cè)量中最常用的方法之一[7–9].近場(chǎng)全息測(cè)量利用天線的輻射場(chǎng)與口面場(chǎng)之間的積分變換關(guān)系,再經(jīng)過一系列的誤差修正即可得到反射面天線的面形誤差分布[10–11].相比于主焦近場(chǎng)全息測(cè)量,卡焦全息測(cè)量可以完整測(cè)量望遠(yuǎn)鏡光路中整體的面形誤差,但需要考慮副面衍射對(duì)天線口面場(chǎng)相位分布的影響.而且對(duì)于斜軸天線,由于兩軸間的非正交性,斜軸的運(yùn)動(dòng)不僅會(huì)改變望遠(yuǎn)鏡的俯仰指向,還會(huì)改變其方位指向,并同時(shí)伴隨有反射面繞主光軸的旋轉(zhuǎn),其獨(dú)特的轉(zhuǎn)動(dòng)特性會(huì)在全息測(cè)量過程中引入額外的誤差因素[4–5].Zhang等[12]對(duì)斜軸式太赫茲天線的主焦近場(chǎng)全息測(cè)量進(jìn)行了詳細(xì)研究,但針對(duì)斜軸天線的卡焦近場(chǎng)全息測(cè)量還未見報(bào)道.

本文針對(duì)斜軸式太赫茲天線的卡焦近場(chǎng)全息測(cè)量,首先分析了在卡焦全息測(cè)量的數(shù)據(jù)分析中需要額外考慮的誤差因素,包括參考路接收機(jī)安裝位置對(duì)近場(chǎng)波束分布的影響以及副面衍射對(duì)天線口面場(chǎng)分布的影響;接著介紹了卡焦近場(chǎng)全息測(cè)量實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果的評(píng)估;最后是結(jié)論.

2 誤差分析與修正

近場(chǎng)全息測(cè)量原理可參考文獻(xiàn)[7]和[11],本文不再贅述.斜軸天線卡焦全息的數(shù)據(jù)處理步驟大致上與主焦全息[12]一致,但需要修正參考饋源天線位置變化對(duì)近場(chǎng)波束相位分布的影響以及副面衍射對(duì)口面場(chǎng)分布的影響.

2.1 參考路接收機(jī)位置的影響與修正

在卡焦全息中,參考路饋源天線及接收機(jī)被置于副面背面或主面邊緣位置,指向近場(chǎng)發(fā)射源.本文介紹的測(cè)量系統(tǒng),參考路接收機(jī)安裝于主面邊緣,與天線的主光軸不重合,因而在做近場(chǎng)波束掃描時(shí),待測(cè)天線(antenna under test,AUT)波束掃描范圍的中心與參考路Ref的波束掃描中心不重合.但是在近場(chǎng)掃描的同一時(shí)刻,AUT對(duì)波束中心的偏移量與參考喇叭對(duì)參考路掃描中心的偏移量是一致的.如圖1所示,為1.2 m口徑的斜軸天線和參考喇叭采用等行間隔OTF(on-the- fly)模式進(jìn)行近場(chǎng)波束掃描的軌跡圖.在數(shù)據(jù)處理時(shí),要將參考天線的掃描中心平移至與AUT掃描中心重合.由于斜軸天線的波束自旋,其掃描軌跡呈扇形區(qū)域,因此數(shù)據(jù)處理中,在近場(chǎng)-口面場(chǎng)的積分變換之前,在掃描軌跡的扇形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行均勻u-v采樣的網(wǎng)格重整,其中,u、v為場(chǎng)點(diǎn)的方向余弦,具體定義參見文獻(xiàn)[10].如圖2為卡焦近場(chǎng)波束掃描網(wǎng)格重整后得到的AUT與參考路的幅度(AmpAUT、AmpRef)分布圖.

圖1 由于參考路接收機(jī)位于主反射面邊緣而不是主光軸上,導(dǎo)致近場(chǎng)掃描過程中AUT的掃描中心與參考路掃描中心不一致.Fig.1 Because the reference receiver was located at the edge of the primary instead of the optical axis,the scanning centers of the AUT and the reference were not consistent during the near- field scanning process.

圖2 近場(chǎng)波束掃描網(wǎng)格重整后得到的AUT幅度場(chǎng)分布(左)與參考路幅度場(chǎng)分布(右).Fig.2 Amplitude field distributions of the AUT(left)and reference signal(right)after data regridding of the near- field beam scanning.

天線口面中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合,參考喇叭相位中心不僅與天線旋轉(zhuǎn)中心不重合而且還不在主光軸上,因而在近場(chǎng)波束掃描過程中,天線口面中心與參考喇叭到近場(chǎng)信標(biāo)源的距離(光程)隨著掃描位置變化.在數(shù)據(jù)處理過程中,需要對(duì)測(cè)得的近場(chǎng)波束進(jìn)行光程變化的修正,主要是波束的相位修正.文獻(xiàn)[12]詳細(xì)討論了在主焦近場(chǎng)全息中天線口面中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合導(dǎo)致的光程變化和視差效應(yīng)的修正.在卡焦全息中依然可以統(tǒng)一采用與主焦全息一致的向量化分析方法,只是要考慮到參考接收機(jī)的初始位置發(fā)生了變化.首先,定義一個(gè)3維坐標(biāo)系,一般以天線的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為坐標(biāo)原點(diǎn),天線指向水平方向時(shí)主光軸方向?yàn)閦軸,垂直地面向上的方向?yàn)閥軸,并滿足右手系.然后,分別測(cè)量天線口面中心、參考喇叭相位中心和發(fā)射源在該坐標(biāo)系中的3維坐標(biāo).最后,利用3維空間旋轉(zhuǎn)矩陣的向量化計(jì)算方法,針對(duì)近場(chǎng)掃描過程中天線口面中心、參考喇叭相位中心相對(duì)于近場(chǎng)信標(biāo)源的光程變化,對(duì)近場(chǎng)波束進(jìn)行相位修正.如圖3是參考路的光程變化修正前后的近場(chǎng)波束相位圖.由于參考接收機(jī)位于主面邊緣,相比于天線口面中心到近場(chǎng)信標(biāo)源的光程變化,參考路饋源的光程變化占主導(dǎo),因而,在其被修正之前,規(guī)則的近場(chǎng)波束相位分布完全被掩蓋.

圖3 參考路光程變化修正前(左)后(右)的近場(chǎng)相位分布圖Fig.3 Near- field phase distribution before(left)and after(right)the correction of the optical path di ff erence of the reference receiver

2.2 副面衍射效應(yīng)的影響與修正

副面的衍射效應(yīng)主要是指在卡焦光學(xué)系統(tǒng)中,由于副面邊緣衍射引起的天線主反射面照明函數(shù)在幅度和相位分布上的起伏變化.在卡焦式全息測(cè)量中,副面衍射引起口面場(chǎng)的相位變化,并不表示反射面上存在相應(yīng)的面形誤差,在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)對(duì)此貢獻(xiàn)進(jìn)行修正.

在卡焦光學(xué)系統(tǒng)中,由于饋源、副面和主鏡之間的距離都相對(duì)較近,且副面對(duì)卡焦點(diǎn)的張角與主面對(duì)主焦點(diǎn)的張角都較大,因而不能夠采用夫瑯禾費(fèi)(Fraunhofer)或是菲涅爾(Fresnel)近似來計(jì)算衍射效應(yīng).計(jì)算副面衍射對(duì)口面場(chǎng)分布的影響,需要對(duì)由饋源照明在副面上產(chǎn)生的感應(yīng)電流作積分來實(shí)現(xiàn),本文采用基于基爾霍夫衍射(Kirchho ff di ff raction)的擴(kuò)展物理光學(xué)算法(EPOR)[13]仿真計(jì)算了1.2 m天線卡焦全息中的副面衍射效應(yīng),天線光學(xué)系統(tǒng)布局如圖4所示,圖中F1和F2分別為主焦點(diǎn)和卡焦點(diǎn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示.在衍射仿真中,天線主副面均為理想面形,不存在面形誤差,也不存在偏移誤差,僅考慮副面衍射對(duì)口面場(chǎng)分布的影響.在92 GHz頻率,考慮副面衍射(with di ff)的口面場(chǎng)的幅度和相位分布結(jié)果如圖5所示,圖中口面照明的邊緣錐削為?8.1 dB,分辨率為3 mm.理想情況下,不考慮副面衍射(no di ff)的天線口面場(chǎng)的幅度為高斯分布,相位為常數(shù),如圖5中左下和右下中的粉色虛線所示.當(dāng)副面和饋源與主面軸線完全準(zhǔn)直時(shí),口面場(chǎng)2維分布是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的,從圖中可以清晰地看到,在W頻段副面衍射效應(yīng)對(duì)拋物面口面場(chǎng)的幅度和相位分布有較大影響,從口面中心到邊緣,副面衍射造成的相位起伏幅度逐漸增大,變化的頻率逐漸降低.實(shí)際全息測(cè)量得到的口面分辨率不會(huì)這么高,也不需要這么高,如圖6所示,當(dāng)分辨率從3 mm降為30 mm時(shí),衍射效應(yīng)導(dǎo)致的口面場(chǎng)的幅度和相位分布從圖中的藍(lán)色曲線變?yōu)榧t色曲線.此時(shí),僅能在口面邊緣位置看到明顯的衍射環(huán),口面中心部分高低起伏的波紋被平均了,因而中間部分看不到明顯的衍射波紋.在圖6的相位分布圖中右縱軸顯示了與相位變化相對(duì)應(yīng)的天線面形誤差,0.1 rad(92 GHz)的相位變化對(duì)應(yīng)約30μm的面形誤差.值得注意的是,低分辨率時(shí)的衍射圖像,并非是高分辨率衍射圖象對(duì)應(yīng)點(diǎn)的采樣,而是其在對(duì)應(yīng)點(diǎn)臨近范圍內(nèi)(低分辨率網(wǎng)格尺度內(nèi))的平均值.

圖4 1.2 m天線的光學(xué)系統(tǒng)布局Fig.4 Optical system layout of the 1.2 m antenna

表1 1.2 m天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Structural parameters of the 1.2 m antenna

近場(chǎng)全息數(shù)據(jù)處理中,在近場(chǎng)到口面場(chǎng)積分變換之后,需要對(duì)口面場(chǎng)的相位分布作離焦[7,12]修正、相位展開、饋源相位修正和偏移誤差擬合[14–15].在卡焦全息中,在上述修正的基礎(chǔ)上,還需要將衍射引起的相位變化減去,才能得到與天線面形誤差相對(duì)應(yīng)的口面場(chǎng)相位分布[16].

圖5 卡氏天線中副面衍射對(duì)主反射面口面場(chǎng)幅度和相位分布影響的仿真結(jié)果:口面幅度的2維分布(左上);口面相位的2維分布(右上);口面幅度的一維分布(左下);口面相位的一維分布(右下).Fig.5 The e ff ect of the secondary mirror di ff raction on the amplitude and phase distributions over the antenna aperture:the 2-D amplitude distribution of the aperture field(upper-left);the 2-D phase distribution of the aperture field(upper-right);the 1-D amplitude distribution of the aperture field(lower-left);and the 1-D phase distribution of the aperture field(lower-right).

3 測(cè)量實(shí)驗(yàn)與分析

3.1 測(cè)量系統(tǒng)

卡焦全息測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)天線是一個(gè)口徑1.2 m的斜軸式太赫茲天線,是紫金山天文臺(tái)為DATE5研制的一臺(tái)縮比樣機(jī),用以驗(yàn)證天線研制過程中的關(guān)鍵技術(shù)并開展實(shí)驗(yàn).該天線為標(biāo)準(zhǔn)卡塞格林式結(jié)構(gòu),天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1.主反射面口徑為1.2 m、焦距480 mm,由6塊面板拼接而成,副面直徑150 mm,拋物面邊緣距離天線轉(zhuǎn)動(dòng)中心903.8 mm.天線的轉(zhuǎn)臺(tái)采用斜軸式機(jī)架結(jié)構(gòu),斜軸與方位軸夾角45?,反射面軸線與斜軸夾角也為45?. 斜軸轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0?–180?,方位軸轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為?270?–+270?.副面由鋁合金直接車銑加工而成,面形加工誤差小于3μm RMS.副面可通過5自由度調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整位置姿態(tài).參考天線為一個(gè)口徑30 mm、長(zhǎng)度110 mm的圓錐波紋喇叭,其半功率波束寬度為4.5?,與主焦全息測(cè)量實(shí)驗(yàn)中使用的參考天線一致[12].

圖6 天線口面分辨率從3 mm降為30 mm時(shí),衍射效應(yīng)導(dǎo)致的口面場(chǎng)的幅度(左)和相位(右)分布從圖中的藍(lán)色曲線變?yōu)榧t色曲線.Fig.6 The amplitude(left)and phase(right)distributions over the aperture caused by secondary mirror di ff raction change from the blue curves to the red curves when the antenna aperture resolution decreases from 3 mm to 30 mm.

實(shí)驗(yàn)中采用的W波段全息接收機(jī)的系統(tǒng)框圖如圖7所示,主要由模擬部分,外部本振模塊和數(shù)字處理模塊組成[17].模擬部分中的混頻模塊將待測(cè)天線接收的W波段信號(hào)下變頻至固定的中頻頻率30 MHz,中頻模塊主要完成中頻信號(hào)的放大濾波和再放大,提高信號(hào)的信噪比.外部本地振蕩器為模擬接收電路的信號(hào)路S(t)和參考路R(t)提供本振信號(hào),主要由頻率綜合器、功分器和6倍頻器組成.數(shù)字部分,即基于FPGA(Field Programmable Gate Array)數(shù)字相關(guān)器,主要完成信號(hào)的數(shù)字化采樣、正交下變頻與實(shí)時(shí)相關(guān)運(yùn)算[18].

圖7 W波段全息接收機(jī)的系統(tǒng)框圖Fig.7 Block diagram of the W band holography receiver

主信號(hào)路饋源及接收機(jī)前端安裝于斜軸艙內(nèi),饋源相位中心位于卡焦點(diǎn)附近.由于副面尺寸小,其背面不便于安裝參考路接收機(jī),因而參考路饋源及接收機(jī)前端安裝于背架邊緣位置,如圖8所示.本振頻綜、中頻模塊及數(shù)字相關(guān)器安裝于天線斜軸外壁上,與天線一起運(yùn)動(dòng),以避免測(cè)量過程中接收機(jī)中傳輸模擬信號(hào)電纜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生額外相位變化.近場(chǎng)發(fā)射源位于待測(cè)天線前方的山坡上,距離反射面口面26.668 m,仰角為10.2?.

圖8 卡焦全息測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝布局圖.左:前視圖,主面的左上方為參考路接收機(jī);中:側(cè)視圖;右:副面細(xì)節(jié).Fig.8The installation layout of the holography measurement system under Cassegrain mode.Left:the front view,the reference receiver was mounted at the upper left edge of the main re flector;Middle:the side view;Right:details of the subre flector.

近場(chǎng)波束測(cè)量時(shí),對(duì)波束的采樣間隔不得大于Nyquist間隔ΘA=λ/D,λ為工作波長(zhǎng),D為天線口面直徑.波束掃描的范圍Θ=NkosΘA決定了天線口面的空間分辨率δ=D/(Nkos),其中N為波束采樣的行/列數(shù),kos(0.5

天線波束掃描是通過OTF行掃描實(shí)現(xiàn)的,即固定一個(gè)俯仰(EL)進(jìn)行方位(AZ)行掃描,一行掃描結(jié)束后遞增EL再繼續(xù),直到完成;期間每隔若干行需要將天線移到中心位置對(duì)準(zhǔn)發(fā)射源進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量.由于斜軸天線的波束旋轉(zhuǎn)特性,在AZ-EL空間均勻的矩形網(wǎng)格,在u-v空間對(duì)波束的采樣卻不是均勻的,而是呈扇形分布(參見圖1),靠向扇形寬邊,采樣間隔逐漸變大.可以通過后期數(shù)據(jù)重整網(wǎng)格插值得到u-v空間均勻的近場(chǎng)波束采樣.為了保證數(shù)據(jù)重整不會(huì)出現(xiàn)混疊(aliasing)現(xiàn)象,我們一般將AZ-EL空間的過采樣系數(shù)kosm設(shè)置得比u-v空間數(shù)據(jù)重整的過采樣系數(shù)kos-r更小一些.

3.2 測(cè)量結(jié)果

在晴朗夜晚氣溫較為穩(wěn)定時(shí),對(duì)主反射面面形進(jìn)行了測(cè)量,發(fā)射源頻率為92 GHz,選取kos-m=0.5,OTF掃描行數(shù)為71行,每3行回到中心位置校準(zhǔn)一次,數(shù)據(jù)處理時(shí)重整網(wǎng)格過采樣系數(shù)kosr=0.7,得到47×47的均勻近場(chǎng)波束采樣,對(duì)應(yīng)口面分辨率約為36.5 mm,完成一次全息波束掃描的時(shí)間約為15 min.連續(xù)兩次的測(cè)量,拋物面法向面形結(jié)果如圖9所示,圖中法向面形誤差的RMS用RMSnormal表示,重復(fù)測(cè)量誤差為1.2μm RMS.多次的重復(fù)測(cè)量均表明系統(tǒng)重復(fù)測(cè)量精度優(yōu)于2.0μm RMS.

圖9 全息重復(fù)性測(cè)量實(shí)驗(yàn)面形誤差結(jié)果.左上:第1次測(cè)量結(jié)果;右上:第2次重復(fù)測(cè)量結(jié)果;左下:兩次測(cè)量結(jié)果的差分圖;右下:差分誤差沿天線的徑向分布.Fig.9One example of the repeatability of holography measurement.Upper-left:the first measurement;Upper-right:the successive measurement;Lower-left:di ff erential surface error between the first and successive measurements;Lower-right:distribution of the di ff erential surface error along aperture radius.

3.3 全息測(cè)量與攝影測(cè)量對(duì)比

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量也是常用的天線面形檢測(cè)方法,由于1.2 m天線口徑較小,攝影測(cè)量一般也能取得較高的測(cè)量精度.為了進(jìn)一步驗(yàn)證近場(chǎng)全息測(cè)量結(jié)果的正確性,我們使用攝影測(cè)量方法對(duì)該天線反射面進(jìn)行對(duì)比測(cè)量.近場(chǎng)全息測(cè)量設(shè)置同上,口面分辨率為36.5 mm;攝影測(cè)量時(shí),天線表面反射面粘貼的有效靶標(biāo)數(shù)為545個(gè),口面平均分辨率約為20 mm,略高于全息測(cè)量的分辨率.攝影測(cè)量與全息測(cè)量在同一天進(jìn)行,在攝影測(cè)量結(jié)束后將主反射面上的靶標(biāo)點(diǎn)去除,然后進(jìn)行近場(chǎng)全息測(cè)量,前后間隔時(shí)間約為兩個(gè)半小時(shí).對(duì)該天線也進(jìn)行了多次攝影測(cè)量,其重復(fù)測(cè)量誤差約為5.0μm RMS.

近場(chǎng)全息測(cè)量與攝影測(cè)量的面形分布結(jié)果如圖10所示.可以看出,兩種測(cè)量方法的測(cè)得面形誤差分布基本一致,只存在微小細(xì)節(jié)方面的差別.主要是因?yàn)閮煞N測(cè)量方法的原理不同.攝影測(cè)量基于光學(xué)方法,是通過反射面上粘貼的靶標(biāo)點(diǎn)對(duì)天線面形采樣得到天線的面形誤差,且靶標(biāo)厚度存在差異.而全息測(cè)量是基于電磁學(xué)的方法,是通過波束掃描和積分變換得到天線口面場(chǎng)的相位分布圖,每個(gè)分辨率單元的面形是面元內(nèi)面形誤差的平均.另外,卡焦全息測(cè)量系統(tǒng)中可能存在一些未完全修正的系統(tǒng)誤差,也是導(dǎo)致兩種方法細(xì)節(jié)方面存在差別的一個(gè)原因.

圖10 近場(chǎng)全息測(cè)量與攝影測(cè)量的面形測(cè)量結(jié)果的對(duì)比.左:全息測(cè)量結(jié)果;右:攝影測(cè)量結(jié)果.Fig.10 Comparison of the surface measurement results between near- field holography and photogrammetry.Left:measurement result of holography;Right:measurement result of photogrammetry.

4 結(jié)論

斜軸式望遠(yuǎn)鏡因其獨(dú)特的軸系結(jié)構(gòu),在極端臺(tái)址環(huán)境適應(yīng)性方面有優(yōu)勢(shì),但在全息測(cè)量中存在額外的系統(tǒng)誤差因素.卡焦近場(chǎng)全息可以完整測(cè)量望遠(yuǎn)鏡光路中整體的面形誤差,本文針對(duì)斜軸天線進(jìn)行了卡焦近場(chǎng)全息測(cè)量研究.

本文分析了卡焦全息在數(shù)據(jù)處理中需要額外考慮的參考路接收機(jī)位置對(duì)近場(chǎng)波束相位分布的影響以及副面衍射對(duì)口面場(chǎng)相位分布的影響.采用向量化的方法對(duì)參考喇叭相位中心和天線口面中心與天線轉(zhuǎn)動(dòng)中心不重合引入的光程變化和視差效應(yīng)進(jìn)行修正.開展了卡焦近場(chǎng)全息測(cè)量實(shí)驗(yàn),取得了優(yōu)于2.0μm RMS的重復(fù)測(cè)量精度;全息測(cè)量結(jié)果與同期進(jìn)行的攝影測(cè)量結(jié)果有很好的一致性.測(cè)量結(jié)果表明了卡焦全息測(cè)量的誤差分析與修正的正確性.