一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置的制造方法

文档序号:8608154阅读:376来源:国知局
一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及天馈线系统领域,特别是涉及一种正交偏馈抛物面天线宽带信号 极化分离装置
【背景技术】
[0002] 地基微波福射计(MicrowaveRadiometer)是基于大气微波遥感技术的气象 观测设备。通过同时接收V波段大气氧气窗口(51GHz-59GHz)和K波段大气水汽窗口 (22GHz-31GHz)的辐射信号,反演获得对流层大气温度、湿度廓线、大气柱积分水汽量、大气 柱积分云水含水量等信息。为了保证大气辐射的微弱信号被有效接收,通常选择具有高增 益特点的抛物面天馈线作为接收单元。
[0003] 常规馈源喇叭照射整个抛物面天线,形成的方向图是整个天线反射面全部作用的 结果。将馈源喇叭口径放大,从而使馈源喇叭的方向图更尖锐,同时将馈源喇叭旋转90度, 则馈源喇叭辐射能量仅局限在母抛物面天线的MN部分区域,则天线方向图是母抛物面MN 部分区域作用结果,称之为正交偏馈抛物面天线,如图1。本实用新型中正交偏馈抛物面天 线要实现K波段(22-32GHZ,垂直极化)和V波段(51-59GHZ,水平极化)电磁信号接收功 能。天线工作带宽主要是由馈源喇叭决定,单馈源接收系统难以实现如此宽带信号的同时 接收和输出。
[0004] 由于天线工作的两个频段极化方向相互正交,所以可以利用双工技术在一个反射 面上实现两个频段同时工作。常用的极化正交器就是这种器件,但是极化正交器频带较窄 一般为20 %,所以很难应用于此。 【实用新型内容】
[0005] 针对上述问题,本实用新型提供了一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装 置,该方法解决了下述两个问题。(1)现有技术中无法实现超宽带信号同时接收和极化分 离;(2)双工格栅用于宽带信号的极化分离时,格栅对需要分离的电磁信号产生副作用造 成电性能恶化。
[0006] 为了解决上述问题,本实用新型采用如下技术方案:
[0007] -种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其包括格栅,馈源喇叭A,馈源 喇叭B,抛物面天线,上述格栅倾斜45度放置在馈源喇叭B和天线反射面之间,上述馈源喇 叭A和馈源喇叭B相对于格栅镜面对称。
[0008] 进一步的,上述格栅放置在馈源喇叭B的对称轴线上且格栅中心距馈源喇叭B的 水平距离为67mm。
[0009] 进一步的,上述格栅反射极化方向平行于格栅的电磁波,让极化方向垂直于格栅 的电磁波通过,馈源喇叭A发出极化方向平行于格栅的电磁波,馈源喇叭B发出极化方向垂 直于格栅的电磁波。
[0010] 进一步的,K波段极化信号平行于上述格栅,V波段极化信号垂直于上述格栅,馈 源喇叭A发出K波段电磁波,馈源喇叭B发出V波段电磁波。
[0011] 如图2所示,设计的格栅对于K波段极化信号为反射,则位于馈源喇叭A发出的K 波段极化信号可以等同于从馈源喇叭B发出的信号。由于设计的格栅对V波段辐射的极化 信号呈透过特性,馈源喇叭B发出V波段极化信号,从而将K波段信号和V波段信号极化分 离,最终正交偏馈天线宽带信号极化分离装置如图3所示。
[0012] 进一步的,由于前面提到的格栅使平行于格栅的极化得到反射,垂直于格栅的极 化通过,只是一个理想状态。实际上格栅会对需要分离的电磁信号产生副作用,如格栅的插 入损耗、反射效率等。为了尽可能减少格栅引入带来的电性能恶化,选择格栅金属丝直径为 0. 1_,金属丝间隔为I. 5_,根据反射的K波段喇机的方向图宽度确定格栅最小长边尺寸 为160mm,最小窄边尺寸为120mm。
[0013] 本实用新型利用格栅反射极化方向平行于格栅的电磁波,让极化方向垂直于格栅 的电磁波通过的原理,对宽带信号进行极化分离。具有该极化分离装置的正交偏馈天线可 以实现超宽带信号同时接收和极化分离的问题,使得此种正交偏馈天线具有工作频段宽、 极化隔离度高、副瓣电平低等优点,为辐射计正常接收大气辐射信号提供技术保障。
【附图说明】
[0014] 图1是现有技术正交偏馈抛物面天线结构示意图;
[0015] 图2是本实用新型格栅反射镜像示意图;
[0016] 图3是本实用新型正交偏馈天线宽带信号极化分离装置示意图;
[0017] 图4是本实用新型格栅金属丝示意图;
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,如图3所示,其包括格栅,馈源 喇叭A,馈源喇叭B,抛物面天线,上述格栅倾斜45度放置在馈源喇叭B和天线反射面之间, 上述馈源喇叭A和馈源喇叭B相对于格栅镜面对称。
[0021] 进一步的,上述格栅反射极化方向平行于格栅的电磁波,让极化方向垂直于格栅 的电磁波通过,馈源喇叭A发出极化方向平行于格栅的电磁波,馈源喇叭B发出极化方向垂 直于格栅的电磁波。
[0022] 进一步的,K波段极化信号平行于上述格栅,V波段极化信号垂直于上述格栅,馈 源喇叭A发出K波段大气辐射信号,馈源喇叭B发出V波段大气辐射信号。
[0023] 如图2所示,设计的格栅对于K波段极化信号为反射,则位于馈源喇叭A发出的K 波段极化信号可以等同于从馈源喇叭B发出的信号。由于设计的格栅对V波段辐射的极化 信号呈透过特性,馈源喇叭B发出V波段极化信号,从而将K波段信号和V波段信号极化分 离,最终正交偏馈天线宽带信号极化分离装置如图3所示。
[0024] 进一步的,由于前面提到的格栅使平行于格栅的极化得到反射,垂直于格栅的极 化通过,只是一个理想状态。实际上格栅会对需要分离的电磁信号产生副作用,如格栅的插 入损耗、反射效率等。为了尽可能减少格栅引入带来的电性能恶化,需要对格栅尺寸进行准 确计算与设计,
[0025] 首先,设格栅金属丝半径为a,间距为d,如图4所示,则除了反射外,漏过格栅金属 丝的能量为:
【主权项】
1. 一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其特征在于,包括格栅,馈源喇叭 A,馈源喇叭B,抛物面天线,所述格栅倾斜45度放置在馈源喇叭B和天线反射面之间,所述 馈源喇叭A和馈源喇叭B相对于格栅镜面对称。
2. 根据权利要求1所述的正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其特征在于, 所述格栅放置在馈源喇叭B的对称轴线上且格栅中心距馈源喇叭B的水平距离为67mm。
3. 根据权利要求2所述的正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其特征在于, 所述格栅反射极化方向平行于格栅的电磁波,让极化方向垂直于格栅的电磁波通过,馈源 喇叭A发出极化方向平行于格栅的电磁波,馈源喇叭B发出极化方向垂直于格栅的电磁波。
4. 根据权利要求3所述的正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其特征在于,K 波段极化信号平行于所述格栅,V波段极化信号垂直于所大气辐射信号电磁波。
5. 根据权利要求3或4所述的正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,其特征在 于,所述格栅最小长边尺寸为160mm,最小窄边尺寸为120mm,格栅金属丝直径为0. 1mm,金 属丝间隔为I. 5mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种正交偏馈抛物面天线宽带信号极化分离装置,涉及天馈线系统领域。该装置包括格栅,馈源喇叭A,馈源喇叭B,抛物面天线。格栅倾斜45度放置在馈源喇叭B和天线反射面之间,馈源喇叭A和馈源喇叭B相对于格栅镜面对称。格栅反射极化方向平行于格栅的电磁波,让极化方向垂直于格栅的电磁波通过,馈源喇叭A发出极化方向平行于格栅的电磁波,馈源喇叭B发出极化方向垂直于格栅的电磁波。本实用新型利用格栅对宽带信号进行极化分离,可以实现超宽带信号同时接收和极化分离的问题,使得此种正交偏馈天线具有工作频段宽、极化隔离度高、副瓣电平低等优点,为辐射计正常接收大气辐射信号提供技术保障。
【IPC分类】H01Q15-24
【公开号】CN204315734
【申请号】CN201420787492
【发明人】于永杰, 张志国, 曹培培, 晁坤
【申请人】中国电子科技集团公司第二十二研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月11日
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