專利名稱：毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置。
背景技術(shù)：
雷達發(fā)射的微波在空氣中傳輸時能量損耗很大，主要原因是因為載波頻率高，空氣 介質(zhì)損耗大。尤其在毫米波段，因為載波頻率很高、微波波長小，相同距離雷達微波能 量損耗更大，同時在惡劣天氣條件下雨、雪、霧等)工作時，由于雨滴、霧珠等對微波 信號的反射，系統(tǒng)抗干擾能力也大大減弱。以上因素對近距離探測毫米波雷達的威力、 靈敏度和抗干擾能力影響很大，甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤測量數(shù)據(jù)。理論和實踐證明，毫米波雷 達在雨、霧、雪等惡劣天氣下工作時，微波極化方式若采用圓極化方式，相對于線極化 方式可以有效地減小雨滴、霧珠等干擾目標(biāo)回波對雷達系統(tǒng)測量工作的影響，從而提高 雷達系統(tǒng)抗干擾能力。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、通過網(wǎng)絡(luò)給喇叭天線直接饋電在空間形成 圓極化波束的毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置，并給出相應(yīng)的設(shè)計方法。 本實用新型的技術(shù)解決方案如下
一種毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置包括波導(dǎo)腔體l、波導(dǎo)底板2、匹配棒IO 和混頻二極管13，
波導(dǎo)腔體1開有橫向矩形腔3和縱向矩形腔4，兩個矩形腔的底在同一個平面內(nèi)，橫 向矩形腔3的左端開口于波導(dǎo)腔體1的左側(cè)面，形成輸入端口 8，橫向矩形腔3的右端封 閉；縱向矩形腔的上下兩端均封閉，分別形成上短路端口 6和下短路端口 7;橫向矩形 腔3和縱向矩形腔4正交，在正交處的中心位置并和兩個矩形腔底面垂直的方向開有階 梯圓柱形通孔,構(gòu)成輸出端口 5;橫向矩形腔3和縱向矩形腔4左側(cè)面交叉處構(gòu)成隔離端 □ 9。
波導(dǎo)底板2和波導(dǎo)腔體1密閉配合為一體，形成五支路波導(dǎo)，其中四支為矩形波導(dǎo)，一支為圓柱形波導(dǎo)；
匹配棒10為兩極階梯圓柱結(jié)構(gòu)，匹配棒10上端固定在波導(dǎo)底板2上，匹配棒10的 下端位于輸出端口 5的園波導(dǎo)內(nèi)，匹配棒10的中心軸和波導(dǎo)底板2所在的平面垂直。 上短路端口 6的矩形波導(dǎo)的長度和下短路端口 7的矩形波導(dǎo)的長度不相等。 在波導(dǎo)腔體1的橫向矩形腔3的底面的水平中心線上，位于隔離端口 9的右方某一 位置，且和矩形腔3底面垂直的方向開有管座安裝孔11，該位置為按照波導(dǎo)腔體設(shè)計方 法所計算出的混頻管13的安裝位置，管座安裝孔11的直徑由混頻管管座12的尺寸決 定，混頻二極管13 —端安裝在混頻管管座12內(nèi)，另一端嵌裝在波導(dǎo)底板2的混頻管固定. 孔14內(nèi)。
混頻處理后的信號在混頻輸出端口 15輸出。 本實用新型的積極效果是
相對于傳統(tǒng)的圓極化波束形成饋電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該裝置提供了一條十分簡單、便捷的 實現(xiàn)方法，在工程實踐中具有相當(dāng)大的作用與意義?？蛇m用于脈沖雷達系統(tǒng)與連續(xù)波雷 達系統(tǒng)。


圖l為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為本實用新型波導(dǎo)腔體結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3為圖2的俯視圖，
圖4為本實用新型波導(dǎo)底板結(jié)構(gòu)示意圖，
圖5為圖4的俯視圖。
具體實施方案
下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例
參見圖l， 一種毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置包括波導(dǎo)腔體l、波導(dǎo)底板2、
匹配棒10和混頻二極管13。
波導(dǎo)腔體1上開有橫向矩形腔3和縱向矩形腔4，兩個矩形腔的底在同一個平面內(nèi)， 橫向矩形腔3的左端開口于波導(dǎo)腔體1的左側(cè)面，形成輸入端口 8,橫向矩形腔3的右端 封閉；縱向矩形腔的上下兩端均封閉，分別形成上短路端口 6和下短路端口 7。橫向矩形腔3和縱向矩形腔4正交，在正交處的中心位置并和兩個矩形腔底面垂直的方向開有 階梯圓柱形通孔,構(gòu)成輸出端口 5;橫向矩形腔3和縱向矩形腔4左側(cè)面交叉處構(gòu)成隔離 端口 9，見圖2和圖3。
波導(dǎo)底板2和波導(dǎo)腔體1密閉配合為一體,與波導(dǎo)腔體1圍成五支路波導(dǎo),其中四支 為矩形波導(dǎo)，一支為圓柱形波導(dǎo)，見圖l、圖4和圖5。
匹配棒10為兩極階梯圓柱結(jié)構(gòu)，匹配棒10上端固定在波導(dǎo)底板2上,匹配棒10的 下端位于輸出端口 5的圓柱形波導(dǎo)內(nèi)，匹配棒10的中心軸和波導(dǎo)底板2所在的平面垂 直。
上短路端口 6的矩形波導(dǎo)的長度和下短路端口 7的矩形波導(dǎo)的長度不相等。 在波導(dǎo)腔體1的橫向矩形腔3的底面的水平中心線上、位于隔離端口 9的右方某一 位置、且和矩形腔3底面垂直的方向開有管座安裝孔11,該位置為按照波導(dǎo)腔體設(shè)計方 法所計算出的混頻管13的安裝位置,管座安裝孔11的直徑由混頻管管座12的尺寸決定， 混頻二極管13 —端安裝在混頻管管座12內(nèi)，另一端嵌裝在波導(dǎo)底板2的混頻管固定孔 14內(nèi)。
混頻處理后的信號在混頻輸出端口 15輸出。
輸入信號由輸入端口 8輸入后分別饋入上短路端口 6和下短路端口 7,由于兩個短路 端口的波導(dǎo)長度存在差異,可實現(xiàn)對輸入信號進行移相，選擇合適的長度差以得到兩路 幅度相同，相位相差90度的信號，通過匹配棒10傳入輸出端口 5;并輸出到喇叭天線； 同時耦合小部分信號到隔離端口 9作為混頻網(wǎng)絡(luò)的本振信號。接收時，信號經(jīng)輸出端口 5 進入網(wǎng)絡(luò)后直接迸入隔離端口 9，饋入波導(dǎo)混頻器與本振信號進行混頻處理，混頻處理后 的信號由混頻輸出端口 15輸出。
波導(dǎo)收發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時主要參數(shù)的選擇如下。
(1) 波導(dǎo)口徑
矩形波導(dǎo)口徑要考慮與波導(dǎo)振蕩器及波導(dǎo)混頻器的阻抗匹配、頻率范圍等方面因 素。由于在波導(dǎo)振蕩器的設(shè)計時，波導(dǎo)腔體的阻抗匹配設(shè)計與腔體高度有關(guān)，適當(dāng)降低 波導(dǎo)腔的高度會有利于波導(dǎo)腔體的阻抗匹配。此外，圓波導(dǎo)口徑也要考慮與喇叭天線的. 匹配。
(2) 各端口波導(dǎo)段長度為保證系統(tǒng)圓極化性能，要求網(wǎng)絡(luò)在5端口產(chǎn)生兩路電場正交，相位相差90度的 信號對喇叭天線進行饋電。因此在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，利用6端口和4端口的波導(dǎo)長度差異進 行移相，在+45°和-45°方向得到兩路相互正交的信號，可滿足圓極化饋電要求。
(3)中心匹配結(jié)構(gòu)
中心匹配結(jié)構(gòu)采用兩級匹配棒的形式，各級匹配棒的直徑、高度直接影響各端口的 阻抗匹配、輸出端口兩極化波的正交性及幅相特性以及3端口漏功率能量的大小，必須
綜合考慮o
4)按照波導(dǎo)腔體設(shè)計方法，計算出混頻管的安放位置，并在此位置點開孔作為中 頻信號引出點，孔徑大小由混頻管管座尺寸決定?；祛l管一端安放在混頻管管座內(nèi)，另 一端嵌入固定在波導(dǎo)收發(fā)網(wǎng)絡(luò)底板固定孔中。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計將混頻器與收發(fā)網(wǎng)絡(luò)集成于 一體，大大降低了系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度與成本。
本實用新型應(yīng)用于任何微波頻段的圓極化波束形成收發(fā)網(wǎng)絡(luò)，且波導(dǎo)收發(fā)網(wǎng)絡(luò)與混 頻器一體化，因而結(jié)構(gòu)簡單，便捷。在工程實踐中具有很大的作用與意義，可適用于脈沖 雷達系統(tǒng)與連續(xù)波雷達系統(tǒng)。
權(quán)利要求1、毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置，其特征是包括波導(dǎo)腔體(1)、波導(dǎo)底板(2)、匹配棒(10)和混頻二極管(13)，波導(dǎo)腔體(1)上開有橫向矩形腔(3)和縱向矩形腔(4)，兩個矩形腔的底在同一個平面內(nèi)，橫向矩形腔(3)的左端開口于波導(dǎo)腔體(1)的左側(cè)面，形成輸入端口(8)，橫向矩形腔(3)的右端封閉；縱向矩形腔的上下兩端均封閉，分別形成上短路端口(6)和下短路端口(7)；橫向矩形腔(3)和縱向矩形腔(4)正交，在正交處的中心位置并和兩個矩形腔底面垂直的方向開有階梯圓柱形通孔，構(gòu)成輸出端口(5)；橫向矩形腔(3)和縱向矩形腔(4)左側(cè)面交叉處構(gòu)成隔離端口(9)；波導(dǎo)底板(2)和波導(dǎo)腔體(1)密閉配合為一體，形成五支路波導(dǎo)，其中四支為矩形波導(dǎo)，一支為圓柱形波導(dǎo)；匹配棒(10)為兩極階梯圓柱棒，匹配棒(10)上端固定在波導(dǎo)底板(2)上，匹配棒(10)的下端位于輸出端口(5)的圓柱形波導(dǎo)內(nèi)，匹配棒(10)的中心軸和波導(dǎo)底板(2)所在的平面垂直；上短路端口(6)的矩形波導(dǎo)的長度和下短路端口(7)的矩形波導(dǎo)的長度不相等；在波導(dǎo)腔體(1)的橫向矩形腔(3)的底面的水平中心線上、位于隔離端口(9)的右側(cè)、且和矩形腔(3)底面垂直開有管座安裝孔(11)，混頻二極管(13)一端安裝在混頻管管座(12)上，另一端嵌裝在波導(dǎo)底板(2)的混頻管固定孔(14)內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種毫米波雷達圓極化波束形成波導(dǎo)裝置，包括波導(dǎo)腔體、波導(dǎo)底座、匹配棒和混頻二極管等，兩根垂直交叉排列波導(dǎo)形成四個波導(dǎo)端口，同時在波導(dǎo)交叉點沿波導(dǎo)平面垂直方向形成圓波導(dǎo)輸出端口，構(gòu)成五端口波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。輸入信號由輸入端口輸入后分別饋入上短路端口和下短路端口，移相后得到兩路幅度相同，相位相差90度的信號，通過匹配棒傳入輸出端口，并輸出到喇叭天線；同時耦合小部分信號到隔離端口作為混頻網(wǎng)絡(luò)的本振信號。接收信號經(jīng)輸出端口進入網(wǎng)絡(luò)后直接進入隔離端口，饋入波導(dǎo)混頻器與本振信號進行混頻處理后由混頻輸出端口輸出。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，工作便捷，適用于脈沖雷達系統(tǒng)和連續(xù)波雷達系統(tǒng)。
文檔編號G01S7/282GK201146233SQ20072013156
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者孫松良, 張立新, 敏 符, 肖文光, 陳新發(fā) 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所