[實用新型]3mm波星載測云天線

有效

• 申請號: 201120568616.0
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN202395160U
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 劉越東;許戎戎;楊雨田
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所
• 主分類號: H01Q19/19
• 分類號: H01Q19/19;H01Q1/08;H01Q1/12;H01Q13/02;H01Q19/06;H01Q19/10;H01Q15/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型屬于衛星天線技術領域，特別涉及一種大口徑反射面測云天線。

背景技術

測云天線對于探測與研究云在天氣和氣候變化中的影響具有極為重要的作用。3mm波段更接近云粒子的尺度，有更高的探測靈敏度，能探測從直徑為幾微米的云粒子到降水的范圍，所以被廣泛應用于云層的探測。

地基測云雷達受客觀條件的限制，無法對云層進行大范圍觀測。目前氣象衛星測量手段主要以可見光、紅外和微波被動遙感為主，尚不具備主動探測能力。星載毫米波測云雷達能夠提供主動式氣象觀測手段，是未來氣象觀測衛星的關鍵設備和核心載荷。

由于3mm波段對加工制造水平以及測試手段都有較高要求，目前國內毫米波測云天線比較缺乏，主要集中在地面以及機載方面的應用，工作頻率較低，都在35GHz以下，探測能力受到很大影響。尤其是對于大口徑高增益的3mm波段的星載測云天線國內僅從理論上進行了一些分析與研究。

目前，尚未見有關星載測云天線的報道。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是：克服現有技術不足，提供一種高頻率、高增益、窄波束、低旁瓣的3mm波星載測云天線。

本實用新型的技術方案是，3mm波星載測云天線，包括準光學饋源、副反射面、碳纖維主反射面、底面蜂窩板、可展開支架機構和閉合底座；所述準光學饋源為獨立金屬箱體結構，固定安裝于底面蜂窩板上；副反射面固定于準光學饋源箱體的頂端；可展開支架機構為桁架結構，通過其上面的轉軸和滑塊鎖緊裝置與碳纖維主反射面相連接，整體固定于底面蜂窩板上；閉合底座安裝于底面蜂窩板上；閉合狀態時，碳纖維主反射面扣下，其頂端與閉合底座連接；工作時，碳纖維主反射面展開至固定位置并由可展開支架機構上的滑塊鎖緊裝置鎖緊；所述準光學饋源的內部部件包括接收饋源喇叭、發射饋源喇叭、平面鏡、橢球鏡、極化柵網和圓極化器，分別由金屬銷釘定位，并通過螺釘固定于準光學饋源箱體的側壁上；發射饋源喇叭發射水平線極化波，經平面鏡反射、橢球鏡匯聚，透過極化柵網，經圓極化器轉化成左旋圓極化波，再經碳纖維主反射面和副反射面輻射至探測目標；由探測目標返回的信號變為右旋圓極化波，經碳纖維主反射面和副反射面反射至圓極化器并轉化為垂直線極化波，該極化波會被極化柵網完全反射至接收通道，再經橢球鏡匯聚、平面鏡反射，最后到達接收饋源喇叭。

所述碳纖維主反射面內表面經過金屬鍍膜處理。

所述接收饋源喇叭、發射饋源喇叭采用雙模喇叭形式，安裝法蘭為不對稱結構，法蘭前端具有緊配合定位臺階。

所述極化柵網為平行等間距金屬柵網形式。

所述圓極化器為分離干涉形式的金屬柵網反射圓極化器。

本實用新型的原理是：準光學饋源形式是一種低傳輸損耗的饋電方式，適于應用在毫米波段以及更高頻率波段。在94GHz的頻率情況下，對于標準波導WR-10其衰減為3.3dB/m，而準光學饋源由于是自由空間傳輸，損耗遠遠小于波導情況，因此本實用新型采用了準光學饋源形式。

另外，本實用新型天線需要同時滿足收發的功能，收、發信號的分離由準光學部件圓極化器和極化柵網共同實現，這兩個部件都位于傳輸路徑上，由發射和接收信號共用。極化柵網為平行金屬柵條結構，其原理是使與柵條平行的極化信號分量全反射，使與柵條垂直的極化信號分量透過。極化柵網起到了兩種作用：一是進行極化選擇實現收發信號分離，二是抑制由橢球鏡不對稱面產生的交叉極化。圓極化器為金屬柵網反射形式，由相互平行且有固定間距的極化柵網和平面鏡構成。其原理是把波束分解為兩種正交的線極化信號，經反射通過不同的路徑后，產生90°相位差后再合成為一路信號，從而實現了線極化與圓極化的轉換，以便于極化柵網進行通道分離。本實用新型的圓極化器采用了分離干涉技術，由兩個分離的金屬柵網反射式結構組成，兩部分成45°夾角布置，使得入射波束與出射波束方向正交形成了干涉結構，這種形式避免了兩路分解信號的軸向漂移，并且波束的入射角較小，可以獲得較高的圓極化性能，同時有利于結構布局。初級饋源采用具有旋轉對稱方向圖的雙模喇叭饋電，接收與發射饋源喇叭分別工作在正交的兩種線極化模式下。橢球鏡起到波束放大的作用，能夠將喇叭增益提高、波束匯聚。較大增益的波束有利于設計實現收發喇叭合適的間距，并使準光學部件尺寸大小合理。平面鏡的作用是改變波束傳播方向，實現饋源喇叭的安裝方向與波束傳播路徑所在平面正交，從而使整個系統結構安排更為合理。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：