[發明專利]一種星載天底與臨邊一體化探測天饋系統及方法

在審

• 申請號: 201710696622.6
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107492720A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 李向芹;姜麗菲;謝振超;徐紅新;趙鋒
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q19/18;H01Q15/24;H01Q13/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種星載天底與臨邊一體化探測天饋系統，包括臨邊探測天線、天底探測天線、極化分離器、準光學饋電網絡。臨邊探測天線采用雙偏置卡塞格倫天線，包括第一主反拋物面、副反雙曲面和平面折返鏡；天底探測天線采用單偏置拋物面天線，包括第二主反拋物面、平面折反1鏡、平面折反2鏡；其中平面折反鏡、平面折反1鏡和平面折反2鏡用于改變波束傳播方向；極化分離器采用極化柵網實現，用于選擇水平極化的臨邊探測信號和垂直極化的天底探測信號；準光學饋電網絡由若干頻率選擇表面、橢球鏡、雙曲鏡和平面鏡組成，其中頻率選擇表面用于分離多通道信號，并通過平面鏡、雙曲鏡和橢球鏡將各通道信號折返匯聚后饋送至各饋源喇叭中。

技術領域

本發明屬于航天微波無源遙感輻射計技術領域，尤其涉及一種星載天底與臨邊兩種模式同時探測的天饋系統及方法。

背景技術

太赫茲探測技術是星載遙感器重要發展方向之一，在大氣遙感、冰云探測等方面都發揮著重要的作用。它具有覆蓋范圍廣、精度高、全天候、數據連續等特點，尤其適合研究大氣中痕量成分的源和匯以及提高大氣溫濕廓線的探測精度。結合已有的微波遙感、可見光、紅外和紫外探測等手段，載荷產品可應用于災害預警、環境保護和氣候變化等領域，是大氣科學研究活動不可缺少的重要探測手段。

大氣成分遙感按探測方式的不同分為天底探測方式、臨邊探測方式。天底探測方式的空間覆蓋范圍大，主要用于探測大氣痕量氣體的總量分布，臨邊探測方式的垂直分辨率高，主要用于探測大氣痕量氣體的分層廓線。目前國內外現有的太赫茲探測儀器多為單模式的探測儀器。這些天底和臨邊探測儀器在大氣環境監測方面發揮了重要作用，但缺點是探測模式單一，臨邊探測時，由于受地表干擾，無法探測底層大氣成分。綜合利用天底探測方式和臨邊探測方式可實現探測數據互補，可以實現更好的科學探測目的。因此，將兩種探測方式結合起來的太赫茲大氣遙感成為空間大氣遙感領域的迫切需求。

發明內容

為滿足多模式空間大氣成分探測的迫切需求，本發明提出一種星載天底與臨邊一體化探測天饋系統和方法，其在對地球某一特定高度的切線方向上的大氣進行探測的同時對天底大氣進行探測。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種星載天底與臨邊一體化探測天饋系統，包括天底探測天線、臨邊探測天線、極化分離器和準光學饋電網絡；

其中，所述臨邊探測天線包括第一主反拋物面、副反雙曲面、平面折反鏡，用于收集臨邊探測信號，通過所述平面折返鏡改變波束傳播方向，將信號折送至所述極化分離器；所述天底探測天線包括第二主反拋物面、平面折反1鏡、平面折反2鏡，用于收集所述天底探測信號，通過所述平面折反1鏡、平面折反2鏡改變波束傳播方向，將信號折送至所述極化分離器；所述極化分離器用于選擇水平極化的臨邊探測信號和垂直極化的天底探測信號，將臨邊探測信號和天底探測信號饋送至所述準光學饋電網絡；所述準光學饋電網絡包括頻率選擇器、橢球鏡、雙曲鏡和平面鏡，通過所述頻率選擇器將信號按照頻率信息進行分離，使其各自形成一個網絡通道，所述橢球鏡、雙曲鏡和平面鏡匯聚入射信號，并饋送至各通道饋源喇叭。

優選的，所述準光學饋電網絡包括5個頻率選擇器、6個橢球鏡、2個平面鏡和1個雙曲鏡，共構成6個頻段信號通道，通過高通低反的所述頻率選擇器，將各頻段信號依次分離。

優選的，所述準光學饋電網絡構成的6個頻段信號通道分別為：

極化分離器→第一頻率選擇器→第二頻率選擇器→第一橢球鏡→第一平面鏡；

極化分離器→第一頻率選擇器→第二頻率選擇器→第二橢球鏡；

極化分離器→第一頻率選擇器→第三頻率選擇器→第四頻率選擇器→第三橢球鏡→第二平面鏡；

極化分離器→第一頻率選擇器→第三頻率選擇器→第五頻率選擇器→第六橢球鏡→第一雙曲鏡；