[發明專利]一種能匹配成像曲面且空間精度可調的微波天線陣列系統

在審

• 申請號: 202010651100.6
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111786109A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 石中兵;蔣敏
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: H01Q3/08
• 分類號: H01Q3/08;H01Q21/00;H01Q23/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高安娜

本發明屬于微波診斷技術領域，具體涉及一種能匹配成像曲面且空間精度可調的微波天線陣列系統，由多個陣列單元和機械滑動機構組成；陣列單元包括微波天線、前置微波放大器，微波混頻器，中頻放大器，本振倍頻器和放大器；陣列單元通過天線滑動套殼與機械滑動機構連接，本系統可以在不對光學成像系統進行補償的情況下，通過調節每個天線的位置和方向來實現探測面與成像面匹配，從而獲得清晰的成像效果，其具有靈活性高，精度可調的優勢，能夠提高探測效率。

技術領域

本發明屬于微波診斷技術領域，具體涉及一種微波天線陣列系統。

背景技術

微波成像相對于可見光成像和紅外成像等診斷具有一些獨特的優點，可透視物體，可用于濃霧、腫瘤、救災和安全等方面的檢測，在磁約束聚變等離子體研究中，微波成像是研究等離子體二維和三維湍流結構的重要工具，其關鍵部件為可進行多空間點或相空間測量的微波天線陣列系統。

由于微波的波長較長，范圍較寬，從分米波到毫米到亞毫米，且測量區域變化較大，在較寬的參數范圍內，光學系統的成像面通常無法設計到一個平面上。當參數范圍較窄時，經光學系統的特別設計，如在光學系統中加入輔助的場曲透鏡組，對成像面的場曲進行校正，使之與微波天線系統的探測面進行匹配。但是當參數改變，如測量區域或工作頻率發生較大變化時，成像的場曲將變得比較嚴重，使成像質量變差。

解決這一問題的一個辦法是設計新的光學系統，使之適應新的測量條件；另一個辦法是在光路中加入輔助的場曲透鏡組，修正光學成像系統的成像面，但是這種方法對前期的設計和校準有很高的要求，成本非常高，操作起來也不靈活，在有的情況下，也不容易修正到理想的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種能匹配成像曲面且空間精度可調的微波天線陣列系統，能調節每個天線位置、角度和方向，從而不需要對光學系統進行補償，完成探測面的成像面匹配，靈活性高，空間精度可調，提高探測效率。

本發明的技術方案如下：

一種能匹配成像曲面且空間精度可調的微波天線陣列系統，由多個陣列單元和機械滑動機構組成；

所述的陣列單元包括微波天線、前置微波放大器，微波混頻器，中頻放大器，本振倍頻器和放大器；

所述的微波天線的喇叭輸出端與前置微波放大器的輸入端連接，前置微波放大器的輸出端與微波混頻器的射頻接收端連接，微波混頻器的中頻輸出端與中頻放大器的輸入端連接，本振功率放大器的輸出端與微波混頻器的本振輸入端連接，本振倍頻器的輸出端與本振功率放大器的輸入端連接，低頻本振接輸入信號通過低頻本振接輸入端送至本振倍頻器的輸入端，中頻放大器的輸出端與中頻輸入端連接后輸出。

所述的陣列單元通過天線滑動套殼與機械滑動機構連接。

所述的機械滑動機構包括天線外框、能夠天線外框垂直方向上滑動的垂直滑動框架和水平安裝在垂直滑動框架上的鎖定滑槽，所述的天線滑動套殼與鎖定滑槽連接，天線滑動套殼能夠沿著鎖定滑槽滑動，且能夠繞著鎖定滑槽轉動。

還包括鎖定機構，所述的天線滑動套殼和鎖定滑槽上加工有螺孔，所述的鎖定機構穿過鎖定滑槽后，與天線滑動套殼連接，使得天線滑動套殼與垂直滑動框架相對固定，實現鎖定。

所述的天線滑動套殼與鎖定滑槽加工成螺紋配合結構，通過螺紋實現相對移動同時又轉動。

所述的天線滑動套殼能夠沿著垂直滑動框架中的鎖定滑槽滑動，同時天線滑動套殼可以連接驅動機構驅動使其繞著鎖定滑槽轉動。

所述的微波天線、前置微波放大器，微波混頻器中頻放大器、本振倍頻器和本振放大器集成在天線滑動套殼中。

所述的微波天線、前置微波放大器，微波混頻器集成在天線滑動套殼中。

所述的微波天線設于天線滑動套殼中，所述的微波天線的輸出端設有同軸轉換波導。