一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及天饋線系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào) 極化分離裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 地基微波福射計(jì)（MicrowaveRadiometer)是基于大氣微波遙感技術(shù)的氣象 觀測(cè)設(shè)備。通過(guò)同時(shí)接收V波段大氣氧氣窗口（51GHz-59GHz)和K波段大氣水汽窗口 (22GHz-31GHz)的輻射信號(hào)，反演獲得對(duì)流層大氣溫度、濕度廓線、大氣柱積分水汽量、大氣 柱積分云水含水量等信息。為了保證大氣輻射的微弱信號(hào)被有效接收，通常選擇具有高增 益特點(diǎn)的拋物面天饋線作為接收單元。
[0003] 常規(guī)饋源喇叭照射整個(gè)拋物面天線，形成的方向圖是整個(gè)天線反射面全部作用的 結(jié)果。將饋源喇叭口徑放大，從而使饋源喇叭的方向圖更尖銳，同時(shí)將饋源喇叭旋轉(zhuǎn)90度， 則饋源喇叭輻射能量?jī)H局限在母拋物面天線的MN部分區(qū)域，則天線方向圖是母拋物面MN 部分區(qū)域作用結(jié)果，稱(chēng)之為正交偏饋拋物面天線，如圖1。本實(shí)用新型中正交偏饋拋物面天 線要實(shí)現(xiàn)K波段（22-32GHZ，垂直極化）和V波段（51-59GHZ，水平極化）電磁信號(hào)接收功 能。天線工作帶寬主要是由饋源喇叭決定，單饋源接收系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)如此寬帶信號(hào)的同時(shí) 接收和輸出。
[0004] 由于天線工作的兩個(gè)頻段極化方向相互正交，所以可以利用雙工技術(shù)在一個(gè)反射 面上實(shí)現(xiàn)兩個(gè)頻段同時(shí)工作。常用的極化正交器就是這種器件，但是極化正交器頻帶較窄 一般為20 %，所以很難應(yīng)用于此。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝 置，該方法解決了下述兩個(gè)問(wèn)題。（1)現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)超寬帶信號(hào)同時(shí)接收和極化分 離；（2)雙工格柵用于寬帶信號(hào)的極化分離時(shí)，格柵對(duì)需要分離的電磁信號(hào)產(chǎn)生副作用造 成電性能惡化。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其包括格柵，饋源喇叭A，饋源 喇叭B，拋物面天線，上述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，上述饋源喇 叭A和饋源喇叭B相對(duì)于格柵鏡面對(duì)稱(chēng)。
[0008] 進(jìn)一步的，上述格柵放置在饋源喇叭B的對(duì)稱(chēng)軸線上且格柵中心距饋源喇叭B的 水平距離為67mm。
[0009] 進(jìn)一步的，上述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過(guò)，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂 直于格柵的電磁波。
[0010] 進(jìn)一步的，K波段極化信號(hào)平行于上述格柵，V波段極化信號(hào)垂直于上述格柵，饋 源喇叭A發(fā)出K波段電磁波，饋源喇叭B發(fā)出V波段電磁波。
[0011] 如圖2所示，設(shè)計(jì)的格柵對(duì)于K波段極化信號(hào)為反射，則位于饋源喇叭A發(fā)出的K 波段極化信號(hào)可以等同于從饋源喇叭B發(fā)出的信號(hào)。由于設(shè)計(jì)的格柵對(duì)V波段輻射的極化 信號(hào)呈透過(guò)特性，饋源喇叭B發(fā)出V波段極化信號(hào)，從而將K波段信號(hào)和V波段信號(hào)極化分 離，最終正交偏饋天線寬帶信號(hào)極化分離裝置如圖3所示。
[0012] 進(jìn)一步的，由于前面提到的格柵使平行于格柵的極化得到反射，垂直于格柵的極 化通過(guò)，只是一個(gè)理想狀態(tài)。實(shí)際上格柵會(huì)對(duì)需要分離的電磁信號(hào)產(chǎn)生副作用，如格柵的插 入損耗、反射效率等。為了盡可能減少格柵引入帶來(lái)的電性能惡化，選擇格柵金屬絲直徑為 0. 1_，金屬絲間隔為I. 5_，根據(jù)反射的K波段喇機(jī)的方向圖寬度確定格柵最小長(zhǎng)邊尺寸 為160mm，最小窄邊尺寸為120mm。
[0013] 本實(shí)用新型利用格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過(guò)的原理，對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行極化分離。具有該極化分離裝置的正交偏饋天線可 以實(shí)現(xiàn)超寬帶信號(hào)同時(shí)接收和極化分離的問(wèn)題，使得此種正交偏饋天線具有工作頻段寬、 極化隔離度高、副瓣電平低等優(yōu)點(diǎn)，為輻射計(jì)正常接收大氣輻射信號(hào)提供技術(shù)保障。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)正交偏饋拋物面天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型格柵反射鏡像示意圖；
[0016] 圖3是本實(shí)用新型正交偏饋天線寬帶信號(hào)極化分離裝置示意圖；
[0017] 圖4是本實(shí)用新型格柵金屬絲示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，如圖3所示，其包括格柵，饋源 喇叭A，饋源喇叭B，拋物面天線，上述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間， 上述饋源喇叭A和饋源喇叭B相對(duì)于格柵鏡面對(duì)稱(chēng)。
[0021] 進(jìn)一步的，上述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過(guò)，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂 直于格柵的電磁波。
[0022] 進(jìn)一步的，K波段極化信號(hào)平行于上述格柵，V波段極化信號(hào)垂直于上述格柵，饋 源喇叭A發(fā)出K波段大氣輻射信號(hào)，饋源喇叭B發(fā)出V波段大氣輻射信號(hào)。
[0023] 如圖2所示，設(shè)計(jì)的格柵對(duì)于K波段極化信號(hào)為反射，則位于饋源喇叭A發(fā)出的K 波段極化信號(hào)可以等同于從饋源喇叭B發(fā)出的信號(hào)。由于設(shè)計(jì)的格柵對(duì)V波段輻射的極化 信號(hào)呈透過(guò)特性，饋源喇叭B發(fā)出V波段極化信號(hào)，從而將K波段信號(hào)和V波段信號(hào)極化分 離，最終正交偏饋天線寬帶信號(hào)極化分離裝置如圖3所示。
[0024] 進(jìn)一步的，由于前面提到的格柵使平行于格柵的極化得到反射，垂直于格柵的極 化通過(guò)，只是一個(gè)理想狀態(tài)。實(shí)際上格柵會(huì)對(duì)需要分離的電磁信號(hào)產(chǎn)生副作用，如格柵的插 入損耗、反射效率等。為了盡可能減少格柵引入帶來(lái)的電性能惡化，需要對(duì)格柵尺寸進(jìn)行準(zhǔn) 確計(jì)算與設(shè)計(jì)，
[0025] 首先，設(shè)格柵金屬絲半徑為a，間距為d，如圖4所示，則除了反射外，漏過(guò)格柵金屬 絲的能量為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其特征在于，包括格柵，饋源喇叭 A，饋源喇叭B，拋物面天線，所述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，所述 饋源喇叭A和饋源喇叭B相對(duì)于格柵鏡面對(duì)稱(chēng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其特征在于， 所述格柵放置在饋源喇叭B的對(duì)稱(chēng)軸線上且格柵中心距饋源喇叭B的水平距離為67mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其特征在于， 所述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵的電磁波通過(guò)，饋源 喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂直于格柵的電磁波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其特征在于，K 波段極化信號(hào)平行于所述格柵，V波段極化信號(hào)垂直于所大氣輻射信號(hào)電磁波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，其特征在 于，所述格柵最小長(zhǎng)邊尺寸為160mm，最小窄邊尺寸為120mm，格柵金屬絲直徑為0. 1mm，金 屬絲間隔為I. 5mm。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號(hào)極化分離裝置，涉及天饋線系統(tǒng)領(lǐng)域。該裝置包括格柵，饋源喇叭A，饋源喇叭B，拋物面天線。格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，饋源喇叭A和饋源喇叭B相對(duì)于格柵鏡面對(duì)稱(chēng)。格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵的電磁波通過(guò)，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂直于格柵的電磁波。本實(shí)用新型利用格柵對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行極化分離，可以實(shí)現(xiàn)超寬帶信號(hào)同時(shí)接收和極化分離的問(wèn)題，使得此種正交偏饋天線具有工作頻段寬、極化隔離度高、副瓣電平低等優(yōu)點(diǎn)，為輻射計(jì)正常接收大氣輻射信號(hào)提供技術(shù)保障。
【IPC分類(lèi)】H01Q15-24
【公開(kāi)號(hào)】CN204315734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420787492
【發(fā)明人】于永杰, 張志國(guó), 曹培培, 晁坤
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日