[發明專利]一種采用準光學技術的星載雙極化毫米波輻射計

無效

• 申請號: 201010145589.6
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN102213760A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 張升偉;李靖;孫茂華;王振占;姜景山;王宏建;蔣長宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S7/02;H01Q19/19
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術領域

本發明涉及星載毫米波輻射計技術領域，具體地說，本發明涉及一種采用準光學技術的星載雙極化毫米波輻射計。

背景技術

星載毫米波輻射計是一種被動式的微波遙感器，用于全天時、全天候地觀測全球大氣溫度和濕度、水汽含量、降雨量等空間氣象資料，在大氣探測中具有重要作用，對研究全球氣候及環境變化，實現中、長期數值天氣預報，提高天氣預報的準確性，減少臺風暴雨等災害性天氣現象造成的生命財產損失具有重要應用價值。

星載毫米波輻射計要求探測精度高、系統工作穩定、可靠性高等特點，本輻射計就是為滿足上述要求所設計的，適用于星載、雙極化毫米波輻射計探測系統。

傳統的雙極化毫米波輻射計如附圖1所示，其極化分離器由毫米波器件完成，且它的天線僅包含一個拋物型反射面。

對于星載毫米波輻射計系統，系統靈敏度是最重要的指標。傳統的毫米波器件極化分離器，插入損耗較大，而且頻率越高損耗越大，例如在150GHz頻段可以達到3dB，信號損耗50％，對系統的直接影響是接收機本機噪聲功率較大，導致系統靈敏度下降從而使探測精度降低。而且毫米波器件極化分離器通常為波導結構，器件內部設計復雜，對機械加工精度的要求很高，容易造成機械接口失配而影響系統性能。

發明內容

本發明的目的在于，為克服傳統的傳統的毫米波器件的極化分離器插入損耗較大，而且頻率越高損耗越大，導致的系統靈敏度下降，以及波導結構的極化分離器內部設計復雜加工精度很高，容易造成機械接口失配而影響系統性能等缺陷，從而提出一種采用準光學技術的星載雙極化毫米波輻射計。

本發明提出的一種采用準光學技術的星載雙極化毫米波輻射計，該輻射計包含：由一個拋物型天線反射面、饋源、波導結構的極化分離器和兩個毫米波接收機；其特征在于，

所述的天線反射面包含：一個拋物型的一次反射面和間隔一定距離的平面二次反射面，該平面二次反射面用于將極化分離后的水平或垂直極化波反射至一毫米波接收機；所述的一次反射面和二次反射面的材料選用LY12鋁合金或根據不同衛星型號的設計和建造規范要求選用。

所述的極化分離器采用準光學極化柵網，該極化柵網由由平行分布的金屬絲固定在金屬框架上形成且g＜＜λ/2，d＜g，其中g表示相鄰金屬絲之間的間距，d表示金屬絲直徑，λ表示入射波波長；

所述的極化分離器，位于所述的平面二次反射面的下方，且所述的極化分離器所在的平面與水平面成一定夾角，該夾角范圍為：30°～60°。該極化分離器用于將一次反射面反射的信號分離為折射和反射兩路信號，分別進入所述的兩個毫米波接收機進行處理。

作為本發明的一個改進，所述的平行分布的金屬絲采用鉬絲，該鉬絲間距小于二分之一入射波的波長且所述的金屬框架為圓形或正方形。

上述技術方案所述的毫米波接收機具體包含：射頻放大器、混頻器、中頻放大器、濾波器、檢波器、積分器和低頻放大器。

本發明的優點在于，采用準光學極化分離器的星載雙極化毫米波輻射計克服了傳統的雙極化輻射計本機噪聲功率大，系統靈敏度較低的缺點，在體積重量相當、滿足高可靠性的要求的條件下，極大地提高了系統靈敏度，滿足了星載毫米波輻射計探測精度高的要求，尤其是對于高頻率毫米波輻射計，優勢更加明顯。

附圖說明

圖1是傳統的雙極化毫米波接收機組成框圖；

圖2是本發明的一種采用準光學技術的毫米波輻射計組成框圖；

圖3-a是本發明的圓形金屬框架的鉬絲極化分離器；

圖3-b是本發明的方形金屬框架的鉬絲極化分離器；

圖4是鉬絲極化分離器的金屬絲直徑與相鄰金屬絲之間間隔的關系示意圖；

圖5是毫米波接收機組成框圖。

附圖標志：

1、一次反射面??2、二次反射面????3、準光學極化分離器

4、饋源????????5、毫米波接收機??6、波導極化分離器

具體實施方式

下面結合附圖針對本發明的內容進行進一步說明。

如圖2所示，本輻射計由天線、準光學極化分離器3、毫米波接收機5組成。天線由一次反射面1和二次反射面2組成，一次反射面1是拋物型天線反射面，二次反射面2為平面反射面，由金屬材料加工而成，二者的作用是接收目標信號入射流并饋至毫米波接收機。一次反射面1和二次反射面2的尺寸，根據不同星載系統的具體要求進行設計，材料可選用LY12鋁合金或根據不同衛星型號的設計和建造規范要求選用。