专利名称：气象雷达极化开关组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子工程技术，尤其是一种气象雷达高功率微波信号切换开关，具体地说是一种气象雷达极化开关组件。
背景技术：
目前，在双通道气象雷达中，为了改变雷达的微波信号的极化形式，需要用一个单刀双掷微波开关在两个通道间进行快速切换。在双线偏振天气雷达为实现气象目标相态的准确识别，要求微波开关可承受高功率，并且具有35dB以上的极化隔离度，而现有成熟技术一般只能提供最大约25dB的极化隔离度。在极大提高现有加工工艺要求和驱动电路的控制精度且几乎恒温的使用环境条件和很窄的工作带宽等苛刻的条件下，开关的隔离度能达到30dB。显然，很难满足双线偏振天气雷达精确探测的要求。据申请人所知，到目前为止，国内外已研制生产了多种极化雷达，用于改变高功率微波传输路径的极化开关，基本采用单级开关或多个波导开关的组合等，前者极化隔离度较低，一般只能达到25dB左右；后者隔离度虽然能达到40dB以上，但通道切换速度只能达到毫秒级，无法实现极化捷变等工作模式。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的气象雷达高功率微波信号切换时隔离度低的问题，设计一种高隔离度的气象雷达极化开关组件本实用新型的技术方案是一种气象雷达极化开关组件，其特征是它由三个呈品字形排列的差相移式微波铁氧体开关I，2，3组合而成，每个差相移式微波铁氧体开关有一个输入口，两个输出口，第一个开关I为第一级，它的输入口作为组件的输入口，第二个开关2的输入口与第一个开关I 的一个输出口连接，第二个开关2的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第一个输出口，连接雷达的通道I，第三个开关3的输入口与第一个开关I的另一个输出口连接，第三个开关3的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第二个输出口，连接雷达的通道2。所述的开关1，2，3均与激励控制的一个输出端相连。所述的差相移式微波铁氧体开关主要由波导腔体、铁氧体元件、匹配器、介质支架、控制线圈和控制电路组成。所述的磁化线圈穿过铁氧体内部小孔，由外加直流脉冲提供磁化场，开关的工作状态由外加磁化场的方向确定，铁氧体元件设计在锁式工作状态，即磁化脉冲+Im通过线圈后，铁氧体元件处于+Br剩磁状态，以保持开关处于一个方向的环行状态，当磁化脉冲-Im通过线圈后，磁化场使铁氧体元件处于-Br剩磁状态从而使闭锁式铁氧体开关处于反方向的环行状态，以实现开、关状态的转换。本实用新型的有益效果[0011]I.本实用新型通过利用三个差相移式微波铁氧体开关组成一个“品”字形的两级结构，实现相当于普通开关两倍的极化隔离度。无须对现有的加工工艺和控制精度提出额外的过高要求。2.本实用新型具有很好的通用性，可以级联成任意多级的结构，实现需要的隔离度。3.将本实用新型中的微波负载去掉，则成为一个单刀四掷开关；可以级联成任意多级的结构，实现单刀多掷功能。4、本实用新型利用现有的技术条件，实现了雷达的高功率微波信号在两个极化通道间的快速切换，并获得良好的技术指标插入损耗< O. 9dB ;极化隔离度> 40dB ;承受峰值功率彡300kW、平均功率彡250W ;极化转换时间彡2 μ S。5、本实用新型可实现气象雷达的多模体制工作，采用双环锁式移相器的设计方案，可同时实现雷达单发单收、单发双收，又可实现双发双收，以及极化捷变等工作模式。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图I所示。一种气象雷达极化开关组件，它由三个呈品字形排列的差相移式微波铁氧体开关 1,2,3组合而成，每个差相移式微波铁氧体开关有一个输入口，两个输出口，第一个开关I 为第一级，它的输入口作为组件的输入口，第二个开关2的输入口与第一个开关I的一个输出口连接，第二个开关2的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第一个输出口，连接雷达的通道I，第三个开关3的输入口与第一个开关I的另一个输出口连接，第三个开关3的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第二个输出口，连接雷达的通道2，第二个开关2和第三个开关3为极化开关组件的第二级。所述的差相移式微波铁氧体开关主要由波导腔体、铁氧体元件、匹配器、介质支架、控制线圈和控制电路组成。所述的磁化线圈穿过铁氧体内部小孔，由外加直流脉冲提供磁化场，开关的工作状态由外加磁化场的方向确定，铁氧体元件设计在锁式工作状态，即磁化脉冲+Im通过线圈后，铁氧体元件处于+Br剩磁状态，以保持开关处于一个方向的环行状态，当磁化脉冲-Im通过线圈后，磁化场使铁氧体元件处于-Br剩磁状态从而使闭锁式铁氧体开关处于反方向的环行状态，以实现开、关状态的转换。本实用新型的工作过程为如图I所示，当雷达需要通道I工作时，控制第一个开关连通输出口 1，控制第二个开关连通输出口 2，控制第三个开关连通输出口 I。微波信号通过第一个开关的输出口 I和第二个开关的输出口 2进入雷达的通道I。而从第一个开关的输出口 2泄露的小量微波能量，经过第三个开关的输出口 1，被微波负载吸收，只有极微小的能量从第三个开关的输出口 2进入雷达的通道2。如果每个开关的隔离度为20dB，即从从第一个开关的输出口 2泄露的微波能量为1%，则从第三个开关的输出口 2进入雷达的通道2的微波能量为1%χ 1%=1/10000,即整个组件的隔离度40dB，因此实现高隔离度。同理，当雷达需要通道2 工作时，控制第一个开关连通输出口 2，控制第二个开关连通输出口 1，控制第三个开关连通输出口 2。每个开关的状态由雷达控制台通过激励电路进行控制。 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1.一种气象雷达极化开关组件，其特征是它由三个呈品字形排列的差相移式微波铁氧体开关(1，2，3)组合而成，每个差相移式微波铁氧体开关有一个输入口，两个输出口，第一个开关(I)为第一级，它的输入口作为组件的输入口，第二个开关(2)的输入口与第一个开关(I)的一个输出口连接，第二个开关(2)的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第一个输出口，连接雷达的通道1，第三个开关(3)的输入口与第一个开关(I)的另一个输出口连接，第三个开关(3)的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第二个输出口，连接雷达的通道2。
2.根据权利要求I所述的气象雷达极化开关组件，其特征所述的开关(1，2，3)均与激励控制的一个输出端相连。
3.根据权利要求I所述的气象雷达极化开关组件，其特征所述的差相移式微波铁氧体开关主要由波导腔体、铁氧体元件、匹配器、介质支架、控制线圈和控制电路组成。
4.根据权利要求3所述的气象雷达极化开关组件，其特征所述的磁化线圈穿过铁氧体内部小孔，由外加直流脉冲提供磁化场，开关的工作状态由外加磁化场的方向确定，铁氧体元件设计在锁式工作状态，即磁化脉冲+Im通过线圈后，铁氧体元件处于+Br剩磁状态，以保持开关处于一个方向的环行状态，当磁化脉冲-Im通过线圈后，磁化场使铁氧体元件处于-Br剩磁状态从而使闭锁式铁氧体开关处于反方向的环行状态，以实现开、关状态的转换。
专利摘要一种气象雷达极化开关组件，其特征是它由三个呈品字形排列的差相移式微波铁氧体开关(1，2，3)组合而成，每个差相移式微波铁氧体开关有一个输入口，两个输出口，第一个开关(1)为第一级，它的输入口作为组件的输入口，第二个开关(2)的输入口与第一个开关(1)的一个输出口连接，第二个开关(2)的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第一个输出口，连接雷达的通道1，第三个开关(3)的输入口与第一个开关(1)的另一个输出口连接，第三个开关(3)的一个输出口与微波负载连接，另一个输出口作为组件的第二个输出口，连接雷达的通道2。本实用新型具有很好的通用性，可以级联成任意多级的结构，实现需要的隔离度。
文档编号G01S7/02GK202351424SQ20112051470
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘新安, 罗会安 申请人:南京恩瑞特实业有限公司