随着大型地基抛物面天线在深空探测领域及国防建设方面的广泛应用,各个国家越来越重视天线的工作性能。长期暴露在外界中的抛物面天线受到阳光直射时,结构的阴面与阳面会因为冷热不均而产生热变形,从而导致反射面精度大大降低,最终影响天线的电性能。为了保证天线正常工作,就必须减小热变形对它的影响。由于从根源上防止结构热变形是非常困难的,因此本文提出了一种基于补偿的解决方案,并据此设计了相应的天线监控系统。该系统主要由硬件平台与上位机监控软件两个部分组成。硬件平台主要由工控机、智能数据采集器、温度传感器及ACU(天线控制单元)组成。本文根据工程实际及电气性能指标的要求,选择了合适的硬件设备,对其进行了可靠性设计和传感器标定,并以RS485总线异步半双工的方式实现了温度数据的采集,以RS422总线异步全双工的方式实现了天线方位俯仰角的采集。软件平台基于C/S架构和模块化的设计思想,采用C#语言,在Visual Stdio 2010中进行开发。通过多线程、配置文件及软件集成等技术,实现了数据的采集、显示、存储、查询、导出、温度曲线绘制、温度云图绘制、节点定义及节点检测等功能,并设计了基于数据匹配算法的热变形补偿机制。此外,根据监控系统需求,在SQL Server数据库中设计了节点温度表、节点信息表、传感器温度补偿表、电性能补偿表等。完成了软硬件平台的设计后,在实验天线上安装了传感器和数据采集器,并根据安装经验在实地大型天线上完成了施工。针对工程中遇到的问题,提出了解决方案,保证了监控系统的正常运行。目前,本文开发的系统已成功应用于天线热补偿,所测数据反演得到的温度场及相应的变形值为大型抛物面天线等工程结构的温度效应分析和热控技术的实现提供了依据,并且跟星测试结果表明,系统给出的指向修正量在一定程度上能够改善天线的电性能。