Ku/V波段雙頻輻射計(jì)的制作方法
【專利摘要】Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，包括兩個(gè)獨(dú)立的前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道，一個(gè)用于接收Ku波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，另一個(gè)用于接收V波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道通過(guò)接入相同的頻率綜合器，交替獲得相關(guān)的頻譜搬移信號(hào)源；頻率綜合器，用于接收控制數(shù)據(jù)，形成穩(wěn)定的基準(zhǔn)頻率輸出，保證后續(xù)合成頻率的信號(hào)強(qiáng)度。保證了對(duì)前端接收的無(wú)線信號(hào)的高質(zhì)量掃描和穩(wěn)定高速的采樣處理性能，保證了不同頻段信號(hào)的高度時(shí)間一致性，信號(hào)處理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理過(guò)程穩(wěn)定可靠。從而有利于后端處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)空中水汽和云液水含量的精確測(cè)量。
【專利說(shuō)明】
Ku/V波段雙頻輻射計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)線信號(hào)接收裝置，特別是涉及一種外差式下變頻無(wú)線信號(hào)接收
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境的測(cè)量，多是基于單波段輻射計(jì)的測(cè)量，會(huì)形成測(cè)量數(shù)據(jù)的采集要素離散化。由于對(duì)大氣濕度、溫度的測(cè)量精度要求越來(lái)越高，單波段輻射計(jì)已無(wú)法實(shí)現(xiàn)必要的精確測(cè)試，于是對(duì)雙頻段輻射計(jì)的需求日益迫切。已有的頻段Ku頻段及V波段雙拼輻射計(jì)，由于具有較高的頻率，其探測(cè)精度較以往的低頻單波段的輻射計(jì)具有更精確的測(cè)試效果。但是，波段Ku波段、V波段屬于毫米波段，對(duì)前端設(shè)備的技術(shù)要求有著更高的要求。如何實(shí)現(xiàn)前端信號(hào)接收部分多通道掃描的一致性和穩(wěn)定性，是期待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，解決現(xiàn)有信號(hào)接收過(guò)程中進(jìn)行多通道掃描時(shí)，測(cè)量信號(hào)的一致性和穩(wěn)定性不能穩(wěn)定控制的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，包括兩個(gè)獨(dú)立的前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道，一個(gè)用于接收Ku波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，另一個(gè)用于接收V波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道通過(guò)接入相同的頻率綜合器，交替獲得相關(guān)的頻譜搬移信號(hào)源；
[0005]頻率綜合器，用于接收控制數(shù)據(jù)，形成穩(wěn)定的基準(zhǔn)頻率輸出，保證后續(xù)合成頻率的信號(hào)強(qiáng)度。
[0006]包括的Ku頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第一天線饋源，用于接收大氣空間輻射的Ku波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的Ku波段接收機(jī)，Ku波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0007]Ku波段接收機(jī)包括:
[0008]第一定向耦合器，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出；
[0009]第一隔離器，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出；
[0010]第一高頻放大器，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出；
[0011 ]第一混頻器，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào);改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移；
[0012]第一濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0013]第一中頻放大器，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大；
[0014]第一檢波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出；
[0015]第一低頻放大器，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)至倍的線性放大；
[0016]第一積分式AD轉(zhuǎn)換器，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0017]第一PIN開關(guān)，用于周期性導(dǎo)通第一定向耦合器與Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)的功率信號(hào)傳輸通道；
[0018]Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源，用于提供Ku頻段的背景功率信號(hào)輸出；
[0019]第一定向耦合器、第一隔離器、第一高頻放大器、第一混頻器、第一濾波器、第一中頻放大器、第一檢波器、第一低頻放大器和第一積分式AD轉(zhuǎn)換器依次連接，Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源通過(guò)第一 PIN開關(guān)接入第一定向耦合器的另一個(gè)輸入端。
[0020]包括的V頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第二天線饋源，用于接收大氣空間輻射的V波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的V波段接收機(jī)，V波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0021]V波段接收機(jī)包括:
[0022]第二定向耦合器，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出；
[0023]第二隔離器，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出；
[0024]第二高頻放大器，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出；
[0025]第二混頻器，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào);改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移；
[0026]第二濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0027]第二中頻放大器，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大；
[0028]第二檢波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出；
[0029]第二低頻放大器，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)至倍的線性放大；
[0030]第二積分式AD轉(zhuǎn)換器，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0031]第二PIN開關(guān)，用于周期性導(dǎo)通第二定向耦合器與V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源的功率信號(hào)傳輸通道；
[0032]V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源，用于提供V頻段的背景功率信號(hào)輸出；
[0033]第二定向耦合器、第二隔離器、第二高頻放大器、第二混頻器、第二濾波器、第二中頻放大器、第二檢波器、第二積分式AD轉(zhuǎn)換器和第二低頻放大器依次連接，V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源通過(guò)第二 PIN開關(guān)接入第二定向耦合器的另一個(gè)輸入端。
[0034]還包括:
[0035]諧振放大器，用于將輸入的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行線性放大并輸出；
[0036]通道切換開關(guān)，用于根據(jù)控制信號(hào)周期性將輸入信號(hào)切換至不同的輸出端口；
[0037]第三濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0038]倍頻器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行倍頻，形成較高的中頻信號(hào)并輸出；
[0039]頻率綜合器通過(guò)諧振放大器接入通道切換開關(guān)的輸入端，通道切換開關(guān)的一個(gè)輸出端直接連接第一混頻器的另一個(gè)輸入端，通道切換開關(guān)的另一個(gè)輸出端順序連接第三濾波器和倍頻器后接入第二混頻器的另一個(gè)輸入端。
[0040]設(shè)置設(shè)備箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置固定設(shè)備的支撐框架，在箱體的前端上部、頂部和后端上部形成接收敞口，采用透波材料覆蓋接收敞口，采用透波材料利用支撐框架支撐；
[0041]在設(shè)備箱體內(nèi)部左端，設(shè)置固定框架，將拋物面天線的后端中心固定在固定框架的三自由度鉸接固定支架上，鎖緊固定;在拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上，設(shè)置與拋物面天線口面平行的極化分離柵，極化分離柵的中心位于拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上；
[0042]極化分離柵為正圓板狀，極化分離柵的外壁兩端，以轉(zhuǎn)動(dòng)固定的方式固定在支撐框架上;外壁兩端位于與拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直的直徑方向；
[0043]第一天線饋源采用第一波紋喇叭天線，第二天線饋源采用第二波紋喇叭天線，第一波紋喇叭天線通過(guò)軟波導(dǎo)連接Ku波段接收機(jī)，第二波紋喇叭天線通過(guò)軟波導(dǎo)連接V波段接收機(jī)；
[0044]第二波紋喇叭天線的口面中心位于拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上，第一波紋喇叭天線的口面中心位于與拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直，且通過(guò)極化分離柵的中心的垂直水平面的垂線上，極化分離柵的中心、第一波紋喇叭天線的口面中心和第二波紋喇叭天線的口面中心與拋物面天線55 口面中心位于同一平面內(nèi)。
[0045]Ku波段接收機(jī)、V波段接收機(jī)固定在設(shè)備箱體內(nèi)壁上，溫濕度監(jiān)控設(shè)備(如集成溫度傳感器和濕度傳感器的PID反饋電路)和受其控制的溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備(如變頻恒溫恒濕空調(diào))固定在設(shè)備箱體內(nèi)底部。
[0046]極化分離柵由邊緣圓環(huán)和固定在其中的柵格組成；
[0047]邊緣圓環(huán)采用工業(yè)純鋁材料；
[0048]柵格采用透波材料圓板，在朝向拋物面天線口面的端面上均勻開設(shè)平行的矩形通槽，在矩形通槽中電鍍鋁膜填充矩形通槽。
[0049]在背向拋物面天線口面的端面上，開設(shè)同心的環(huán)形槽。
[0050]環(huán)形槽間距與矩形通槽間距相同。
[0051]透波材料采用Kevlar材料。
[0052]本發(fā)明的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，保證了對(duì)前端接收的無(wú)線信號(hào)的高質(zhì)量掃描和穩(wěn)定高速的采樣處理性能，保證了不同頻段信號(hào)的高度時(shí)間一致性，信號(hào)處理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理過(guò)程穩(wěn)定可靠。從而有利于后端處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)空中水汽和云液水含量的精確測(cè)量。
[0053]采用合理設(shè)計(jì)，使得接收的無(wú)線信號(hào)可以高精度地實(shí)現(xiàn)接收時(shí)間同步，使得雙頻無(wú)線信號(hào)反饋的大氣物理狀態(tài)的不同量程參數(shù)具有無(wú)可比擬的相關(guān)性，使得后端處理設(shè)備可以獲得不同級(jí)別處理數(shù)據(jù)間的內(nèi)在相關(guān)屬性，獲得數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的額外精度。
[0054]采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得雙頻信號(hào)的輻照得以增強(qiáng)，為信號(hào)接收天線獲得較高的相應(yīng)頻段的信號(hào)接收強(qiáng)度提供了良好的初始條件。
【附圖說(shuō)明】
[0055]圖1為本發(fā)明Ku/V雙頻輻射計(jì)的前端接收電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖2為本發(fā)明Ku/V雙頻福射計(jì)的前端天饋接收結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖3位本發(fā)明Ku/V雙頻輻射計(jì)的前端天饋信號(hào)分離結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖4位本發(fā)明Ku/V雙頻輻射計(jì)的前端天饋信號(hào)分離結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0060]如圖1所示，本實(shí)施例中形成了Ku/V雙頻輻射計(jì)的兩個(gè)獨(dú)立的前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道，一個(gè)用于接收Ku波段(22?30GHz)信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，另一個(gè)用于接收V波段(51?59GHz)信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道通過(guò)接入相同的頻率綜合器，交替獲得相關(guān)的頻譜搬移信號(hào)源。
[0061]Ku頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第一天線饋源101，用于接收大氣空間輻射的Ku波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的Ku波段接收機(jī)，Ku波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0062]Ku波段接收機(jī)包括:
[0063]第一定向耦合器102，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出；
[0064]第一隔離器103，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出；
[0065]第一高頻放大器104，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出；
[0066]第一混頻器105，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào)；改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移；
[0067]第一濾波器106，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0068]第一中頻放大器107，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大；
[0069]第一檢波器108，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出；
[0070]第一低頻放大器109，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)100至2000倍的線性放大；
[0071]第一積分式AD轉(zhuǎn)換器110，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0072]第一PIN開關(guān)111，用于周期性導(dǎo)通第一定向耦合器102與Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)112的功率信號(hào)傳輸通道；
[0073]Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源112，用于提供Ku頻段的背景功率信號(hào)輸出。
[0074]V頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第二天線饋源201，用于接收大氣空間輻射的V波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的V波段接收機(jī)，V波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0075]V波段接收機(jī)包括:
[0076]第二定向耦合器202，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出；
[0077]第二隔離器203，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出；
[0078]第二高頻放大器204，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出；
[0079]第二混頻器205，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào)；改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移；
[0080]第二濾波器206，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0081]第二中頻放大器207，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大；
[0082]第二檢波器208，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出；
[0083]第二低頻放大器209，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)100至2000倍的線性放大；
[0084]第二積分式AD轉(zhuǎn)換器210，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出；
[0085]第二PIN開關(guān)211，用于周期性導(dǎo)通第二定向耦合器202與V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源212的功率信號(hào)傳輸通道；
[0086]V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源212，用于提供V頻段的背景功率信號(hào)輸出。
[0087]還包括:
[0088]頻率綜合器301，用于接收控制數(shù)據(jù)，形成穩(wěn)定的基準(zhǔn)頻率輸出，保證后續(xù)合成頻率的信號(hào)強(qiáng)度；
[0089]諧振放大器302，用于將輸入的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行線性放大并輸出；
[0090]通道切換開關(guān)303，用于根據(jù)控制信號(hào)周期性將輸入信號(hào)切換至不同的輸出端口；
[0091]第三濾波器304，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；
[0092]倍頻器305，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行倍頻，形成較高的中頻信號(hào)并輸出。
[0093]第一定向耦合器102、第一隔離器103、第一高頻放大器104、第一混頻器105、第一濾波器106、第一中頻放大器107、第一檢波器108、第一低頻放大器109和第一積分式AD轉(zhuǎn)換器110依次連接，Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源112通過(guò)第一 PIN開關(guān)111接入第一定向耦合器102的另一個(gè)輸入端；
[0094]第二定向耦合器202、第二隔離器203、第二高頻放大器204、第二混頻器205、第二濾波器206、第二中頻放大器207、第二檢波器208、第二積分式AD轉(zhuǎn)換器210和第二低頻放大器209依次連接，V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源212通過(guò)第二 PIN開關(guān)211接入第二定向耦合器202的另一個(gè)輸入端；
[0095]頻率綜合器301通過(guò)諧振放大器302接入通道切換開關(guān)303的輸入端，通道切換開關(guān)303的一個(gè)輸出端直接連接第一混頻器105的另一個(gè)輸入端，通道切換開關(guān)303的另一個(gè)輸出端順序連接第三濾波器304和倍頻器305后接入第二混頻器205的另一個(gè)輸入端。
[0096]本實(shí)施例中Ku/V雙頻輻射計(jì)前端采用了頻率掃描的外差式下變頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)，為了保證至少12個(gè)頻點(diǎn)通道測(cè)量，本振采用程控頻綜掃描模式，由本振開關(guān)切換選擇Ku波段和V波段接收機(jī)，其中Ku波段頻綜信號(hào)直接饋入Ku頻段混頻器，V波段頻綜信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)倍頻器和濾波器再饋入V頻段混頻器。Ku通道與V通道中頻輸出后進(jìn)行檢波、低放、積分和AD采集(輸入電壓范圍5V，16位)處理，最后輸出到AD數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理。
[0097]利用共有的頻率綜合器301，產(chǎn)生本振信號(hào)可以很好地保持雙通路信號(hào)的一致性，
[0098]如圖2所示，第一天線饋源101采用第一波紋喇叭天線51，第二天線饋源201采用第二波紋喇叭天線53，第一波紋喇叭天線51通過(guò)軟波導(dǎo)連接Ku波段接收機(jī)52，第二波紋喇叭天線53通過(guò)軟波導(dǎo)連接V波段接收機(jī)54;
[0099]設(shè)置設(shè)備箱體61，在箱體61內(nèi)設(shè)置固定設(shè)備的支撐框架62，在箱體的前端上部、頂部和后端上部形成接收敞口，采用透波材料覆蓋接收敞口，采用透波材料利用支撐框架62支撐；
[0100]在設(shè)備箱體61內(nèi)部左端，設(shè)置固定框架56，將拋物面天線55固定在固定框架56的三自由度鉸接固定支架上，鎖緊固定;三自由度鉸接固定支架保證拋物面天線55調(diào)整指向方向時(shí)，拋物面天線55 口面中心保持固定，不發(fā)生位移；
[0101]在拋物面天線55 口面中心的水平延長(zhǎng)線上，設(shè)置與拋物面天線55 口面平行的極化分離柵59，極化分離柵59的中心位于拋物面天線55 口面中心的水平延長(zhǎng)線上；
[0?02]極化分離柵59為正圓板狀，極化分離柵59的外壁兩端，以轉(zhuǎn)動(dòng)固定的方式固定在支撐框架62上；
[0103]外壁兩端位于與拋物面天線55 口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直的直徑方向；
[0?04]透波材料采用Kevlar薄膜；
[0105]第二波紋喇叭天線53的口面中心位于拋物面天線55 口面中心的水平延長(zhǎng)線上，第一波紋喇叭天線51的口面中心位于與拋物面天線55口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直，且通過(guò)極化分離柵59的中心的垂直水平面的垂線上，極化分離柵59的中心、第一波紋喇叭天線51的口面中心和第二波紋喇叭天線53的口面中心與拋物面天線55 口面中心位于同一平面內(nèi)；
[0106]Ku波段接收機(jī)52、V波段接收機(jī)54固定在設(shè)備箱體61內(nèi)壁上，溫濕度監(jiān)控設(shè)備57(如集成溫度傳感器和濕度傳感器的PID反饋電路)和受其控制的溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備58(如變頻恒溫恒濕空調(diào))固定在設(shè)備箱體61內(nèi)底部。
[0107]拋物面天線55將入射波反射至極化分離柵59，將入射波分成水平極化和垂直極化的兩束波，分別進(jìn)入Ku波段接收機(jī)52、V波段接收機(jī)54的波紋喇叭天線，從而完成兩個(gè)波段的信號(hào)接收。此結(jié)構(gòu)拋物面與波紋喇叭、接收機(jī)完全分離，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)臺(tái)負(fù)荷僅為拋物反射面，降低了轉(zhuǎn)臺(tái)成本。由于接收機(jī)與其它結(jié)構(gòu)可以完全分離，可單獨(dú)隔熱、單獨(dú)進(jìn)行溫度控制，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)溫控，提高了對(duì)接收機(jī)溫度控制精度。所有輸出信號(hào)接口采用排線或者其他形式統(tǒng)一輸出。
[0108]通過(guò)對(duì)饋元結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，可以保證信號(hào)接收的穩(wěn)定性，保證信號(hào)接收路徑的等距，保證消除物理背景噪聲。
[0109]如圖3所示，極化分離柵59由邊緣圓環(huán)71和固定在其中的柵格72組成；
[0110]邊緣圓環(huán)71采用工業(yè)純鋁材料;保證散熱性，以減小反射面的熱變形；
[0111]柵格72采用Kevlar圓板，在朝向拋物面天線55口面的端面上均勻開設(shè)平行的矩形通槽，在矩形通槽中電鍍鋁膜73填充矩形通槽，在背向拋物面天線55 口面的端面上，開設(shè)同心的環(huán)形槽74;
[0112]環(huán)形槽74間距與矩形通槽間距相同。
[0113]利用以上極化分離柵59可以在反射一種波束時(shí)減弱反射面的熱變形，保持格柵的精確穩(wěn)定性避免出現(xiàn)漏射損耗，降低信號(hào)強(qiáng)度，環(huán)形槽74視線利用透波材料微小的交替損耗差別形成有限的波束匯聚，提高單位表面積內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0114]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，包括兩個(gè)獨(dú)立的前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道，一個(gè)用于接收Ku波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，另一個(gè)用于接收V波段信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出，前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道通過(guò)接入相同的頻率綜合器，交替獲得相關(guān)的頻譜搬移信號(hào)源； 頻率綜合器，用于接收控制數(shù)據(jù)，形成穩(wěn)定的基準(zhǔn)頻率輸出，保證后續(xù)合成頻率的信號(hào)強(qiáng)度。2.如權(quán)利要求1所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:包括的Ku頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第一天線饋源，用于接收大氣空間輻射的Ku波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的Ku波段接收機(jī)，Ku波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出； Ku波段接收機(jī)包括: 第一定向耦合器，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出； 第一隔離器，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出； 第一高頻放大器，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出；第一混頻器，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào)；改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移； 第一濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；第一中頻放大器，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大；第一檢波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出； 第一低頻放大器，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)至倍的線性放大； 第一積分式AD轉(zhuǎn)換器，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出； 第一PIN開關(guān)，用于周期性導(dǎo)通第一定向耦合器與Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)的功率信號(hào)傳輸通道； Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源，用于提供Ku頻段的背景功率信號(hào)輸出； 第一定向耦合器、第一隔離器、第一高頻放大器、第一混頻器、第一濾波器、第一中頻放大器、第一檢波器、第一低頻放大器和第一積分式AD轉(zhuǎn)換器依次連接，Ku頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源通過(guò)第一 PIN開關(guān)接入第一定向親合器的另一個(gè)輸入端。3.如權(quán)利要求2所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:包括的V頻段前端無(wú)線信號(hào)接收處理通道包括第二天線饋源，用于接收大氣空間輻射的V波段的無(wú)線信號(hào)，通過(guò)軟波導(dǎo)連接后續(xù)的V波段接收機(jī)，V波段接收機(jī)信號(hào)處理形成低頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)序列輸出； V波段接收機(jī)包括: 第二定向耦合器，用于將輸入的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行取樣，耦合輸入的功率信號(hào)進(jìn)行功率分配，實(shí)現(xiàn)特定的取樣信號(hào)隔離和輸出； 第二隔離器，用于與輸入端饋源進(jìn)行阻抗匹配，避免相鄰波道間頻率互調(diào)后輸出； 第二高頻放大器，用于將輸入的特定通頻帶的高頻小功率信號(hào)進(jìn)行線性放大并輸出； 第二混頻器，用于接收輸入的高頻信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)中頻信號(hào)，形成中頻輸出信號(hào)；改變信號(hào)的量值，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移； 第二濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出；第二中頻放大器，用于將輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出；滿足中頻信號(hào)的線性放大； 第二檢波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行中頻正交檢波，獲取高信噪比的低頻信號(hào)輸出； 第二低頻放大器，用于對(duì)輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)增益提升并輸出；實(shí)現(xiàn)至倍的線性放大； 第二積分式AD轉(zhuǎn)換器，用于將輸入的低頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)抽樣，形成數(shù)字信號(hào)序列輸出； 第二 PIN開關(guān)，用于周期性導(dǎo)通第二定向耦合器與V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源的功率信號(hào)傳輸通道； V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)，用于提供V頻段的背景功率信號(hào)輸出； 第二定向耦合器、第二隔離器、第二高頻放大器、第二混頻器、第二濾波器、第二中頻放大器、第二檢波器、第二積分式AD轉(zhuǎn)換器和第二低頻放大器依次連接，V頻段噪聲標(biāo)準(zhǔn)源通過(guò)第二 PIN開關(guān)接入第二定向耦合器的另一個(gè)輸入端。4.如權(quán)利要求3所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于還包括: 諧振放大器，用于將輸入的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行線性放大并輸出； 通道切換開關(guān)，用于根據(jù)控制信號(hào)周期性將輸入信號(hào)切換至不同的輸出端口； 第三濾波器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行選頻，衰減選頻范圍之外的功率信號(hào)并輸出； 倍頻器，用于對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行倍頻，形成較高的中頻信號(hào)并輸出； 頻率綜合器通過(guò)諧振放大器接入通道切換開關(guān)的輸入端，通道切換開關(guān)的一個(gè)輸出端直接連接第一混頻器的另一個(gè)輸入端，通道切換開關(guān)的另一個(gè)輸出端順序連接第三濾波器和倍頻器后接入第二混頻器的另一個(gè)輸入端。5.如權(quán)利要求2至4任一所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:設(shè)置設(shè)備箱體，在箱體內(nèi)設(shè)置固定設(shè)備的支撐框架，在箱體的前端上部、頂部和后端上部形成接收敞口，采用透波材料覆蓋接收敞口，采用透波材料利用支撐框架支撐； 在設(shè)備箱體內(nèi)部左端，設(shè)置固定框架，將拋物面天線的后端中心固定在固定框架的三自由度鉸接固定支架上，鎖緊固定;在拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上，設(shè)置與拋物面天線口面平行的極化分離柵，極化分離柵的中心位于拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上； 極化分離柵為正圓板狀，極化分離柵的外壁兩端，以轉(zhuǎn)動(dòng)固定的方式固定在支撐框架上;外壁兩端位于與拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直的直徑方向； 第一天線饋源采用第一波紋喇叭天線，第二天線饋源采用第二波紋喇叭天線，第一波紋喇叭天線通過(guò)軟波導(dǎo)連接Ku波段接收機(jī)，第二波紋喇叭天線通過(guò)軟波導(dǎo)連接V波段接收機(jī)； 第二波紋喇叭天線的口面中心位于拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線上，第一波紋喇叭天線的口面中心位于與拋物面天線口面中心的水平延長(zhǎng)線垂直，且通過(guò)極化分離柵的中心的垂直水平面的垂線上，極化分離柵的中心、第一波紋喇叭天線的口面中心和第二波紋喇叭天線的口面中心與拋物面天線55 口面中心位于同一平面內(nèi)。6.如權(quán)利要求5所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:Ku波段接收機(jī)、V波段接收機(jī)固定在設(shè)備箱體內(nèi)壁上，溫濕度監(jiān)控設(shè)備和受其控制的溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備固定在設(shè)備箱體內(nèi)底部。7.如權(quán)利要求5所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:極化分離柵由邊緣圓環(huán)和固定在其中的柵格組成； 邊緣圓環(huán)采用工業(yè)純鋁材料； 柵格采用透波材料圓板，在朝向拋物面天線口面的端面上均勻開設(shè)平行的矩形通槽，在矩形通槽中電鍍鋁膜填充矩形通槽。8.如權(quán)利要求7所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:在背向拋物面天線口面的端面上，開設(shè)同心的環(huán)形槽。9.如權(quán)利要求8所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:環(huán)形槽間距與矩形通槽間距相同。10.如權(quán)利要求5至9任一所述的Ku/V波段雙頻輻射計(jì)，其特征在于:透波材料采用Kevlar 材料。
【文檔編號(hào)】H04B1/06GK105846838SQ201610258245
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】謝瑾
【申請(qǐng)人】北京華晟欣瑞科技有限公司