[發明專利]一種二維掃描成像大氣臨邊探測儀

在審

• 申請號: 202211061958.2
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115326723A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉璟怡;王振占
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/01;G01J3/06;G02B26/08
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本發明涉及一種二維掃描成像大氣臨邊探測儀，探測儀包括天線單元、接收機、定標單元和轉動機構；天線單元包括三拋物反射面系統、旋轉反射鏡和饋源；三拋物反射面系統包括主反射面、第一反射面和第二反射面；饋源在探測到目標時按特定的方向圖輻射對應的能量；第二反射面將饋源輻射出去的能量反射形成平面波，并將平面波反射到旋轉反射鏡；旋轉反射鏡通過調整平面鏡法線角度將第二反射面傳來的平面波反射到第一反射面；第一反射面將旋轉反射鏡傳來的平面波反射到主反射面；主反射面將第一反射面傳來的平面波反射形成遠區平面波。接收機用于處理遠區平面波產生電信號；定標單元用于標定增益和偏移；轉動機構用于驅動平面鏡和定標單元按照時序轉動。

技術領域

本發明涉及大氣臨邊探測儀領域，特別涉及一種二維掃描成像大氣臨邊探測儀。

背景技術

首先，常規的大氣臨邊探測儀通常采用單一反射面加饋源的形式，要達到理想的波束效率和天線方向圖，要求有足夠的焦徑比，饋源距離反射面比較遠。臨邊探測儀大部分工作在太赫茲頻段，波長很短。饋源與反射面的距離相對于工作波長來說很遠。基于上述兩方面因素，要保證太赫茲饋源與反射面的精確對準難度非常大。

其次，常規的大氣臨邊探測儀要實現二維圓錐掃描觀測，通常采用主反射面、饋源和接收機系統聯動，一起旋轉實現圓錐掃描，參與旋轉的部件比較多，轉動慣量大，要保證長時間穩定運行對轉動控制機構的要求非常高。

最后，常規的大氣臨邊探測儀要保證反射面和饋源足夠的距離，整個系統的結構松散，占用空間大。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中無法保證太赫茲饋源與反射面的精確對準精度、轉動控制機構無法滿足探測儀需求以及常規探測儀占用空間大的問題，提出了一種二維掃描成像大氣臨邊探測儀。

為達到上述目的，本發明通過下述技術方案實現。

本發明提出了一種二維掃描成像大氣臨邊探測儀，所述探測儀包括：天線單元；所述天線單元包括：三拋物反射面系統、旋轉反射鏡和饋源；

所述三拋物反射面系統，包括：主反射面、第一反射面和第二反射面；

所述饋源，用于在探測到目標時按特定的方向圖輻射對應的能量；

所述第二反射面，用于將饋源輻射出去的能量反射形成平面波，并將平面波反射到旋轉反射鏡；

所述旋轉反射鏡，是一個可旋轉的平面鏡，用于通過調整平面鏡法線角度將第二反射面傳來的平面波反射到第一反射面；

所述第一反射面，用于將旋轉反射鏡傳來的平面波反射到主反射面；

所述主反射面，用于將第一反射面傳來的平面波反射形成遠區平面波。

作為上述技術方案的改進之一，所述探測儀還包括：

接收機，用于把天線單元產生的遠區平面波進行處理，產生可供外設接收、分析的電信號；

定標單元，包括冷定標源和常溫定標源，用于在觀測過程中為接收機實時標定增益和偏移；和

轉動機構，包括平面鏡轉動電機和定標源轉動電機，用于驅動平面鏡和定標單元按照特定的時序轉動。

作為上述技術方案的改進之一，所述主反射面、第一反射面和第二反射面均為標準拋物面結構，并進行剛度設計；為了防止照射漏失，所述第一反射面和主反射面的口面均進行一定比例的放大處理。

作為上述技術方案的改進之一，所述探測儀還包括：平面鏡支架、定標源支架、底板和支撐座；

所述平面鏡支架，用于安裝平面鏡、定標單元、轉動機構、饋源和定標源支架；所述平面鏡設計為鏡面與轉動軸一體，并采用雙軸承對軸線進行定向；