题目：大型紧缩场反射面最优化测量及高精度装配的研究

 

         紧缩场可以将从馈源发出的球面波在近距离内转换成近似的理想均匀平面波，从而在室内允许进行需要远场测试条件才能进行的电气测量，如天线方向图、雷达散射截面等。目前，紧缩场技术日益发展成熟，主要用于军事领域，已经成为隐身和反隐身研究、目标雷达散射截面测试、毫米波天线及毫米波系统性能测试等对平面波环境要求严格的各种测量的关键设备。紧缩场系统是涉及电磁散射理论、高精度天线结构设计制造，测量和装配技术等多个学科综合的高难度复杂系统工程，其中反射面的测量装配技术是保证紧缩场质量的关键。近年来紧缩场技术的发展越来越朝着大型化和高精度的方向发展，针对大型高精度紧缩场的装配测量等技术难题成为亟需突破的关键技术瓶颈。因此，进一步研究大型紧缩场的最优化测量和高精度装配技术具有重要意义。

        激光跟踪测量系统作为新型的大尺寸高精度的测量仪器，因其精度高、测量范围广、便携性等特点，已成为紧缩场天线装配和测量中必不可少的测量仪器，因此研究激光跟踪仪的测量精度尤为必要。本文首先分析了激光跟踪系统不确定度的来源及评定方法，在分析激光跟踪仪单点测量不确定度的基础上，研究了系统点位测量的误差椭球分布，为紧缩场天线面板制造和现场测量装配提供参考依据。

        高精度反射面是制造紧缩场的基础。提高大型高精度面板的制造和检测技术具有广泛的工程应用前景。本文建立了基于最小二乘法的调整量计算模型，并在机加工的反射面板型面检测校形中得到应用，针对目前紧缩场型面的高精度要求及蜂窝夹层面板的成形极限，提出了基于最速下降法的寻优校形方法，通过该方法可快速及准确的计算校形量，并对校形后的整体型面精度进行虚拟预估。

        动态漂移对紧缩场装配具有重要影响。所谓动态漂移是指受现场复杂环境的影响，测量仪器与面板之间发生的相对位移，对现场装配测量带来极大困难。本文分析了温度对型面精度的影响，并介绍了在环境温度变化中保持型面精度的结构设计措施。分析了现场动态漂移产生的原因，及对装配过程的影响。在此基础上提出了针对动态漂移的现场解决方法，包括稳定状态下装配法、平移坐标系法和整体型面优化法。在分析各种方法利弊的基础上，提出了更高效的基于面板标志点的装调基准回归方法，并在试验中得到验证。

        在进行大尺寸测量过程中，建立高精度的测量网络是关键。本文分析了多次转站的误差，分析了影响转站精度的影响因素，并给出评价方法；研究了空间回归点的布局，作为后续反射面装配的理论指导；建立了激光跟踪仪空间最佳测量站位的优化模型；通过分析空间组网测量的原理，提出了基于蒙特卡洛法的构建空间组网测量的模型；本文研究的空间组网布局优化理论在某大型紧缩场的装配测量中得到成功应用，所建立的基于双站激光跟踪仪的统一空间测量网络具有较高的精度和稳定性。

        整体装配是保证紧缩场整体质量的关键。近几年紧缩场发展越来越大型化、高频率高精度和宽频带，这对紧缩场的装配技术提出了更高要求。本文在小型化低频率紧缩场装配技术的基础上，研究了针对大型化高精度紧缩场的装配技术，包括装配坐标系的建立，调整量的计算，缝隙和台阶的调整以及馈源的装配，最终的电测结果表明，通过该技术装配的紧缩场反射面型面精度满足电测指标，达到设计要求。