《大型射電天文望遠鏡中的緻密焦面陣列饋源研究》是依託安徽工業大學，由何山紅擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：大型射電天文望遠鏡中的緻密焦面陣列饋源研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：何山紅
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現有的多喇叭多波束饋源(MHMBF)射電天文望遠鏡雖然可以同時形成多個波束，但波束數目有限，很難實現賦形波束，邊緣波束效率低下。數字波束相控陣列饋源(DBFPAF)掃描速度快且可以實現賦形波束，但目前的DBFPAF望遠鏡同一時刻只能形成一個或少數幾個波束，且很難處理寬頻信號。對非平穩的隨機天體信號，需要進行長時間觀測；且為了提高接收機靈敏度，需要延長觀測積分時間，DBFPAF在射電天文望遠鏡中有時並不能發揮其快速掃描的特點，因此融合了MHMBF和DBFPAF的特點、能同時產生多個固定波束的新型緻密焦面陣列饋源更受青睞。本課題研究多波段、雙極化、賦形多波束緻密焦面陣列饋源及其波束形成網路實現方法，為射電天文望遠鏡能更有效地進行大範圍空間觀測和搜尋奠定堅實的理論基礎和設計經驗。
結題摘要
現有的多輻射器多波束饋源射電天文望遠鏡雖然可以同時形成多個波束，但波束數目有限、很難實現賦形波束且邊緣波束的天線效率低下。因此能同時產生更多賦形波束的新型緻密焦面陣列饋源更受青睞。本項目將反射面天線理論、陣列天線設計方法和陣列信號處理相結合，對多波段、雙極化、多波束緻密焦面陣列饋源的陣元形式、陣列結構及設計階段和工作狀態下求解陣元激勵電壓的方法進行了系統的研究，並對現代新型反射陣列和透射陣列的實現方法在緻密焦面陣列饋源設計中的借鑑作用進行了研究，提出了一系列新的設計理論和方法。以500米口徑球面望遠鏡(FAST)及其目前工作的頻段為例，給出了設計緻密焦面陣列饋源的詳細方案，給出了設計參數和性能指標，編寫了設計軟體並進行了仿真，並與經典的19喇叭19波束饋源進行了對比分析，同時將不同陣列結構的緻密焦面陣列饋源進行了對比分析。為了分析寬頻帶緻密焦面陣列饋源的性能，製作了寬頻帶、雙極化緻密焦面陣列饋源實驗模型，並進行了測試，利用測試和仿真的數據設計了更大規模的緻密焦面陣列饋源。對於每個波束，分析了陣元的有源阻抗，並計算了有源阻抗導致的反射面天線效率損失。最後利用陣列饋源的初級輻射方向圖計算了多種形式的多波束反射面天線的輻射遠場。研究結果為射電天文望遠鏡或者其他領域的多波束反射面天線能更有效地進行大範圍空間觀測和搜尋奠定了堅實的理論基礎和設計經驗。
