[發明專利]一種微波輻射計定標源微波窗

無效

• 申請號: 201210273004.8
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102809737A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 程春悅;陳晉龍;翟宏;吳春柏
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第二研究院二〇三所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本發明涉及一種定標源微波窗，特別是一種微波輻射計定標源微波窗。

背景技術

隨著我國以高分辨率對地觀測、探月工程為代表的重大航天科技工程的陸續展開，大量微波輻射計被搭載于“風云三號”、“海洋二號”、“嫦娥一號”、“嫦娥二號”等星基平臺之上，實現了我國微波被動遙感由科學試驗型向業務應用型的跨越。微波輻射計實質上是一種被動接收自然界物體溫度輻射的高靈敏度接收機。由于微波本身具有穿透云層、霧、小雨、植被和土壤的能力，因此微波輻射計具有其他頻段遙感設備，如光學、紅外遙感設備所不可替代的探測能力。

基于微波輻射計的結構特點，所處環境及應用目的，目前國內外幾乎所有業務應用型星載微波輻射計都需要經過多輪次定標才能夠保證其遙感數據的準確性。輻射計定標源是對輻射計進行定標的裝置。它可以提供標準信號用來校準輻射計的精度、靈敏度、線性度和穩定性。

目前，國內外使用的絕大多數微波輻射計定標源都采用子單元為圓錐或金字塔形的周期陣列結構。當微波輻射計定標源工作在液氮溫度下時，其輻射口面會和空氣發生強烈的對流并使得空氣中的水汽凝結在定標源輻射體的表面，造成定標源輸出量值的偏離。為了使微波輻射計定標源能夠在低溫下正常工作，國內外為輻射計定標源輻射體設計的微波窗都是利用聚苯乙烯制作的。因為低密度聚苯乙烯具有良好的絕熱性能，且介電常數與空氣比較接近，微波輻射計定標源輻射的信號可以順利穿過聚苯乙烯制成的微波窗，但傳導、對流和紅外輻射等傳熱路徑卻幾乎都被微波窗阻斷。

目前國內外主要采用的微波窗制作技術有兩種。第一種方式是在輻射計定標源的輻射體口面利用發泡技術直接形成聚苯乙烯層使得空氣與輻射體表面不能接觸；第二種方式是在輻射體上填充一些不規則形狀的聚苯乙烯以隔離空氣。第一種方式的缺點有以下兩點：一是當發泡結構因各種原因需要打開時，需要更換整個發泡結構，造成不必要的浪費；二是由于微波輻射體為起伏劇烈的周期結構，發泡效果較難控制且發泡結果不易檢驗。第二種方式的缺點是填充效果不是很理想，難以將空氣對流及傳導的影響抑制到可以接受的水平。此外，上面兩種填充方式形成的輻射計定標源輸出口面都為平面形狀。雖然聚苯乙烯的介電常數與空氣比較接近，但平面結構的聚苯乙烯和輻射體相比也容易產生較大的反射。

發明內容

本發明目的在于提供一種微波輻射計定標源微波窗，解決傳統方式形成的微波窗在填充均勻性不夠理想、通用性和靈活性不強以及發射率測量誤差較大等方面的問題。

一種微波輻射計定標源微波窗，包括：錐形漸變陣列、錐形中空漸變陣列、緊固框體。

錐形中空漸變陣列由2×n個子單元組合而成。子單元為圓錐型或方錐型，采用相同立方體形狀的聚苯乙烯加工而成，在子單元上面有一個與微波輻射體錐形尖劈成互補結構的半中空結構，微波輻射體錐形尖劈的一半置于其中。兩個子單元拼在一起，與一個微波輻射體錐形尖劈構成完整互補結構，并且緊密接觸。兩個子單元拼在一起形成的錐形中空結構為圓錐形或金字塔形狀。

錐形漸變陣列由一整塊聚苯乙烯一體加工成型，外輪廓為矩形。其中錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列的子單元為金字塔形狀。錐形漸變陣列底面和錐形中空漸變陣列的上表面相接觸。緊固框體由聚苯乙烯一體加工成型，為框體結構。緊固框體分別與錐形中空漸變陣列、錐形漸變陣列緊密接觸。

工作時，將2×n個子單元排放在一起，形成錐形中空漸變陣列。將它們扣放在與之成互補結構的微波輻射體上面，覆蓋具有2×n個尖劈的微波輻射體。錐形漸變陣列由一整塊聚苯乙烯一體加工成型。其中，錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列底面和錐形中空漸變陣列的上表面相接觸。緊固框體由聚苯乙烯一體加工成型，把緊固框體套在錐形中空漸變陣列和錐形漸變陣列外面，起到加固和保溫作用。由微波輻射體輻射出的亮溫度信號，先經與之緊密接觸的錐形中空漸變陣列，然后通過錐形漸變陣列后，最后到達被校輻射計的口面，從而完成輻射計校準。

本發明采用可以組合的錐形中空漸變陣列與微波輻射計定標源輻射體實現互補匹配，具有絕熱效果好、組合方式靈活、通用性強的特點。本發明采用錐形漸變陣列作為微波輻射計定標源輸出外口面，實現了由空氣特性阻抗到聚苯乙烯特性阻抗的平滑過渡，可以有效降低輻射體反射系數的測量誤差。

附圖說明

圖1??一種微波輻射計定標源微波窗的示意圖；

圖2??一種微波輻射計定標源微波窗的剖面圖；

圖3??一種微波輻射計定標源微波窗中錐形中空漸變陣列中一個子單元示意圖。