fast射电望远镜的相控阵馈源系统建模与优化设计

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1、分类号密级ＵＤＣ＾－？南犬學ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文ＦＡＳＴ射电望远镜旳相控阵馈源系统建模与优化设计（题名和副题名）汤蕾蕾、．（作者姓名）指导觀姓名韩玉兵副教授学位类别工学顿士、学禾斗名称通信与信息系统研究方向微波系统建模与优化论文提交时间２０１５年１月注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类导。声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注

2、和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均。与我己在论文中作了明确的说明。研究生签名：洛ｆＩ＞念年２月２＾日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：承裔ＩＭ年（３月２＾曰硕士学位论文ＦＡＳＴ射电

3、望远镜的相控阵馈源系统建模与优化设计摘要射电望远镜在天文学中起着关键性的作用，５００米口径球面射电望远镜（ＦＡＳＴ：Ｆｅ－－ｍｅｔｅｒｓＡｅｒｔｕｒｅＳ、ｉｖｈｕｎｄｒｅｄｐｐｈｅｒｉｃａｌＴｅｌｅｓｃｏｐｅ）将是世界上最大的灵敏度最高的射电天文望远镜。对射电望远镜来说，最重要的性能是波束扫描的有效视场，相控阵馈源（ＰＡＦ：ＰａｓｈｅｄＡｒｒａｙＦｅｅｄ）可以同时形成多个波束，有效地扩大视场，提高扫描速度，一一是下代射电望远镜的关键技术之。本文主要研究了相控阵系统的模型建立和优化设计。首先，分析了各模块的结构和

4、工作原理、，对反射面建模焦面场分析和最大信噪比波束形成算法进行了研究。分析了系统信号模型，并在此基础上完成了各系统性能参数的推导。其次，详细介绍了几种阻抗匹配的方法原理及实现过程：ＬｏｗＮｉｓｅＡｌｉｆｉｅｒ，由于相控阵馈源与低噪放（ＬＮＡｏｍｐ）之间的阻抗不匹配会大大地增加射电望远镜的系统噪声，从而导致波束灵敏度下降，视。－ＨＦＳＳ联场变窄，为了解决这个问题，需要采用阻抗匹配技术本文提出了ＭＡＴＬＡＢ合仿真方法，解决了动态阻抗和数字波束形成系数循环依赖的难题，并和其他几种阻抗－ＨＦＳＳ联合仿真的可行性匹配结果进行了比

5、较，验证了阻抗匹配和ＭＡＴＬＡＢ。再次，、、研究了系统参数对系统性能的影响，从而确定了阵元数目阵元间距阵列地平面相对焦平面的偏移距离。。最后完成了ＦＡＳＴ相控阵系统建模和优化软件的开发关键词：射电天文望远镜，相控阵系统，系统建模，有效视场，动态阻抗匹配，ＭＡＴＬＡＢ－ＨＦＳＳ联合仿真，软件设计ＩＡｂｓｔｒａｃｔ硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＲａｄ－－ｍｉｏｔｅｌｅｓｃｏｐｅｌａｙｓａｖｅｒｉｍｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎａｓｔｒｏｎｏｍ．Ｆｉｖｅｈｕｎｄｒｅｄｅｔｅｒｓａｅｒｔｕｒｅｐｙｐｙｐｓｐｈｅ

6、ｒｉｃａｌｒａｄｉｏｔｅｌｅｓｃｏｐｅＦＡＳＴｗｉｌｌｂｅｔｈｅｌａｒｅｓｔａｎｄｍｏｓｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｔｅｌｅｓｃｏｅ．Ｔｈｅ（）ｇｐｏｒａｎｅｒ－－ａｓｅｄａｒｍｏｓｔｉｍｐｔｔｒｏｔｙｉｎｒａｄｉｏｔｅｌｅｓｃｏｐｅｉｓｅｆｅｃｔｉｖｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ（ＦｏＶ）ｈｒａｙｐｐ，ｐｆｅｅｄｓＰＡＦ）ｏｆｅｒｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｆｏｒｍｕｌｔｉｌｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｂｅａｍｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｗｉｄｅｆｉｅｌｄｏｆ（ｙｐｖｉｅｗｆｏｒ

7、ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ，ｗｈｉｃｈｒｅａｔｌｅｎｈａｎｃｅｓｔｈｅｓｕｒｖｅｓｅｅｄ（ＳＳ），ｓｏＰＡＦｗｉｌｌｂｅｏｎｅｏｆｔｈｅｇｙｙｐｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉｏｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｏｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｎｏｆｓｓｔｅｍａｒｅｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｐｇｙｐｆｒａｍｅｗｏｒｋａｎｄｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｅｖｅｒｙｍｏｄｅｌａｒｅａｎａｌ

8、ｙｚｅｄ，ｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎａｌｓｉｓｏｆｆｏ