基于双波束的天马望远镜主反射面面形快速测量

作     者：董健 刘庆会 DONG Jian;LIU QingHui

作者机构：中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院射电天文重点实验室南京210023 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2021年第51卷第2期

页      面：148-154页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家重点研发计划(编号:2018YFA0404702) 国家自然科学基金(编号:11503070,U1631119,11590780,11590781,11590784)资助项目 

主　　题：天马望远镜 主动反射面 多波束 快速测量 重力和热变形 

摘      要：天马望远镜的主反射面受重力、热等因素的影响会发生大尺度形变.主动反射面是补偿大尺度形变,保证望远镜电性能最有效的手段.对主反射面形变的快速测量是主动反射面高效率工作的核心问题.目前的测量耗时约为20 min,耗时较多.本文提出了一种基于双波束的相位恢复法,此方法基于双波束的天线方向图具有相似性和重叠性的特点,在保证测量信噪比的同时,通过减少扫描区域来缩短测量时间.与单波束测量相比,可将测量时间缩短1/2以上,提高了观测时间利用率.通过测量两个波束的一组部分聚焦和两组部分离焦天线方向图,再经过最小二乘数据处理得到大尺度形变.在天马望远镜对重力和热形变的实测表明,本方法可在8 min内测量得到不同情况下的主反射面面形,测量精度可达55μm.此方法有效地改善了望远镜波束,提高了望远镜效率,可应用于其他具有多波束接收系统的大型射电望远镜.