一种远距离毫米波传输装置的制作方法

文档序号:7578923阅读:460来源:国知局
专利名称:一种远距离毫米波传输装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及远距离毫米波的传输,特别是一种低损耗的远距离毫米波传输装置,属微波和准光学领域。
在四十年代微波技术发展时期,主要有两种结构形式的传输线同轴线和矩形金属波导。现有毫米波传输线有些是微波传输线可以应用在毫米波的,如矩形金属波导、微带线等。有些则是新兴的专为传输毫米波设计的鳍线、介质镜象波导等。矩形金属波导是人们非常熟悉的传输线,但这种传输线在高频应用时,插入损耗很大,增加波导高度的大尺寸波导虽然可以减小衰减,但高次模也相应出现。在毫米波的低频端,微带线是一种传输线的结构形式,但随着使用频率的提高,损耗显著增加,激励并产生沿介质基片传输的表面波。微带在弯曲和不连续处极易产生辐射。微带线的尺寸随频率提高而减小,受加工容许公差限制,不适合使用在毫米波高端。槽线与微带在结构上是互补电路,在毫米波低频端也可作为传输线应用,但它的损耗与微带差不多,品质因素也比较低,不适合用于毫米波高频端。鳍线是用矩形波导屏蔽的槽线,或是放置介质片的脊波导,仅可以在毫米波的低频端应用,屏蔽壳的机械加工遇到了与金属波导同样的困难,介质镜象波导由矩形介质波导演变而来,但要使场集中,介质损耗又要增加,再加上导体损耗就使总损耗很高。因此,现有的毫米波传输线有些只能在毫米波低频端应用,有些虽能在毫米波高频端使用,但却损耗很大,例如银矩形波导中TE10型波在频率为300GHz时的衰减为13dB/米,这种传输线虽然能在几厘米长的馈线中使用,但如果应用于射电干涉仪或综合孔径阵中,却是很不现实的,因为高分辨率的综合孔径阵间距一般都在数百米,甚至数千米,单就传输线损耗一项而言,就高达1300dB以上。这种衰减是不可想象的。
本实用新型的目的就是为了克服现有毫米波传输线损耗大,因而不能远距离传输的缺点,提供一种椭球反射器,采用空间传输电磁波的方式实现远距离低损耗毫米波传输。
为了实现上述目的,本实用新型的发明点在于,改变现有用传输线导体来引导电磁波传播的方式,而用椭球截面体制成椭球反射器以及与相应的辐射器和接收器配合传播电磁波能量,具体结构是设置一个离地面一定高度的椭球截面体,在椭球的一个焦点位置上安放信号辐射器,在椭球的另一个焦点位置上安放接收器,辐时器的轴线与椭球体截面的中心入射线重合,接收器的轴线与椭球截面体的中心反射线重合,辐射器轴线,接收器轴线与椭球截面体中心入射线及反射线在同一水平面内。辐射器和接收器均为电磁喇叭。
附图及实施例

图1为本实用新型传输装置示意图;图2、3为椭球截面的截取方式。
图1中,椭球体有二个焦点f1、f2,位于信号辐射源一方的辐射器1安放在椭球体的一个焦点位置上,其发出的电磁波向椭球截面体2辐射,到达椭球截面体后被反射并聚焦至椭球体另一个焦点位置上的接收器3接收,完成电磁波在空间的传输过程。整个装置的安装参数选择是首先根据毫米波信号需传输的距离L选择接收器至椭球截面体中心的距离为,然后选择接收器的口径Dr及长度H,再根据接收器口径Dr和长度H以及传输距离L决定椭球截面体的口径De、Dh,再定出椭球截面体中心至辐射器的距离d,由此可决定辐射器的口径和长度。本实施例取L=105米,d=3米,De=2.5米,Dh=2.9米。
椭球截面在椭球上的部位可根据需要截取,图2、3为二个不同部位截面。截取部位虽不同,但椭球的焦点f1、f2位置是不变的,即辐射的与接收器的安放位置一定。椭球截面上的每一部分都可将焦点发生的球面波聚焦至另一焦点的球面波。把辐射器和接收器的轴线对准椭球截面反射器的中心,可提高效率。
本实用新型与现有毫米波传输线相比,有以下优点及效果1、本实用新型的毫米波传输损耗极低,一百米长的传输损失仅为1~2dB,而现有毫米波传输线的传输损耗高达13dB/米。
2、在射电干涉仪以及综合孔径阵中,单元天线与接收机相距几十甚至几千米的距离。现有毫米波传输线的传输损耗就高达几十分贝,因而在射电干涉仪以及综合孔径阵中,现有毫米波传输线的应用是完全不现实的。而本实用新型的毫米波传输损耗却很低,完全可以实用于射电干涉仪和综合孔径阵中,进行远距离毫米波传输。
3、本实用新型的传输频带基本上没有限制,而现有传输线的频带宽度不到二个倍频程,脊形波导的频带也只能达到几个倍频程。
4、本实用新型传输电磁波时,没有截止波长;而现有传输线在传输电磁波时,则与传输的信号波长有关,具有截止波长,只有工作波长小于传输线的截止波长的电磁波才能在传输线中传输。
权利要求1.一种远距离毫米波的传输装置,其特征是改变现有用传输线导体引导电磁波传播的方式,用椭球截面体制成椭球反射器以及与相应的辐射器和接收器配合传播电磁波能量,具体结构是设置一个离地面一定高度的椭球截面体,在椭球的一个焦点位置上安放信号辐射器、在椭球的另一个焦点位置上安放接收器,辐射器的轴线与椭球体截面的中心入射线重合,接收器的轴线与椭球体截面的中心反射线重合,辐射器轴线、接收器轴线与椭球体截面中心入射线及反射线在同一水平面内。
2.根据权利要求1所述的一种远距离毫米波的传输装置,其特征是辐射器和接收器均为电磁喇叭。
专利摘要本实用新型的目的是为了克服现有毫米波传输线损耗大,因而不能远距离传输的缺点,提供一种椭球反射器,采用空间传输电磁波的方式实现远距离低损耗毫米波传输。具体结构是:设置一个离地面一定高度的椭球截面体,在椭球的一个焦点位置上安放信号辐射器,在椭球的另一个焦点位置上安放接收器,辐射器的轴线与椭球体截面的中心入射线重合,接收器的轴线与椭球体截面的中心反射线重合,辐射器轴线、接收器轴线与椭球体截面中心入射线及反射线在同一水平面内。
文档编号H04B10/02GK2324709SQ98226478
公开日1999年6月16日 申请日期1998年4月15日 优先权日1998年4月15日
发明者殷兴辉 申请人:中国科学院南京紫金山天文台
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