一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及天饋線系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號 極化分離裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 地基微波福射計（MicrowaveRadiometer)是基于大氣微波遙感技術(shù)的氣象 觀測設(shè)備。通過同時接收V波段大氣氧氣窗口（51GHz-59GHz)和K波段大氣水汽窗口 (22GHz-31GHz)的輻射信號，反演獲得對流層大氣溫度、濕度廓線、大氣柱積分水汽量、大氣 柱積分云水含水量等信息。為了保證大氣輻射的微弱信號被有效接收，通常選擇具有高增 益特點的拋物面天饋線作為接收單元。
[0003] 常規(guī)饋源喇叭照射整個拋物面天線，形成的方向圖是整個天線反射面全部作用的 結(jié)果。將饋源喇叭口徑放大，從而使饋源喇叭的方向圖更尖銳，同時將饋源喇叭旋轉(zhuǎn)90度， 則饋源喇叭輻射能量僅局限在母拋物面天線的MN部分區(qū)域，則天線方向圖是母拋物面MN 部分區(qū)域作用結(jié)果，稱之為正交偏饋拋物面天線，如圖1。本實用新型中正交偏饋拋物面天 線要實現(xiàn)K波段（22-32GHZ，垂直極化）和V波段（51-59GHZ，水平極化）電磁信號接收功 能。天線工作帶寬主要是由饋源喇叭決定，單饋源接收系統(tǒng)難以實現(xiàn)如此寬帶信號的同時 接收和輸出。
[0004] 由于天線工作的兩個頻段極化方向相互正交，所以可以利用雙工技術(shù)在一個反射 面上實現(xiàn)兩個頻段同時工作。常用的極化正交器就是這種器件，但是極化正交器頻帶較窄 一般為20 %，所以很難應(yīng)用于此。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 針對上述問題，本實用新型提供了一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝 置，該方法解決了下述兩個問題。（1)現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)超寬帶信號同時接收和極化分 離；（2)雙工格柵用于寬帶信號的極化分離時，格柵對需要分離的電磁信號產(chǎn)生副作用造 成電性能惡化。
[0006] 為了解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其包括格柵，饋源喇叭A，饋源 喇叭B，拋物面天線，上述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，上述饋源喇 叭A和饋源喇叭B相對于格柵鏡面對稱。
[0008] 進一步的，上述格柵放置在饋源喇叭B的對稱軸線上且格柵中心距饋源喇叭B的 水平距離為67mm。
[0009] 進一步的，上述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂 直于格柵的電磁波。
[0010] 進一步的，K波段極化信號平行于上述格柵，V波段極化信號垂直于上述格柵，饋 源喇叭A發(fā)出K波段電磁波，饋源喇叭B發(fā)出V波段電磁波。
[0011] 如圖2所示，設(shè)計的格柵對于K波段極化信號為反射，則位于饋源喇叭A發(fā)出的K 波段極化信號可以等同于從饋源喇叭B發(fā)出的信號。由于設(shè)計的格柵對V波段輻射的極化 信號呈透過特性，饋源喇叭B發(fā)出V波段極化信號，從而將K波段信號和V波段信號極化分 離，最終正交偏饋天線寬帶信號極化分離裝置如圖3所示。
[0012] 進一步的，由于前面提到的格柵使平行于格柵的極化得到反射，垂直于格柵的極 化通過，只是一個理想狀態(tài)。實際上格柵會對需要分離的電磁信號產(chǎn)生副作用，如格柵的插 入損耗、反射效率等。為了盡可能減少格柵引入帶來的電性能惡化，選擇格柵金屬絲直徑為 0. 1_，金屬絲間隔為I. 5_，根據(jù)反射的K波段喇機的方向圖寬度確定格柵最小長邊尺寸 為160mm，最小窄邊尺寸為120mm。
[0013] 本實用新型利用格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過的原理，對寬帶信號進行極化分離。具有該極化分離裝置的正交偏饋天線可 以實現(xiàn)超寬帶信號同時接收和極化分離的問題，使得此種正交偏饋天線具有工作頻段寬、 極化隔離度高、副瓣電平低等優(yōu)點，為輻射計正常接收大氣輻射信號提供技術(shù)保障。
【附圖說明】
[0014] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)正交偏饋拋物面天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實用新型格柵反射鏡像示意圖；
[0016] 圖3是本實用新型正交偏饋天線寬帶信號極化分離裝置示意圖；
[0017] 圖4是本實用新型格柵金屬絲示意圖；
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0019] 實施例1
[0020] 一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，如圖3所示，其包括格柵，饋源 喇叭A，饋源喇叭B，拋物面天線，上述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間， 上述饋源喇叭A和饋源喇叭B相對于格柵鏡面對稱。
[0021] 進一步的，上述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵 的電磁波通過，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂 直于格柵的電磁波。
[0022] 進一步的，K波段極化信號平行于上述格柵，V波段極化信號垂直于上述格柵，饋 源喇叭A發(fā)出K波段大氣輻射信號，饋源喇叭B發(fā)出V波段大氣輻射信號。
[0023] 如圖2所示，設(shè)計的格柵對于K波段極化信號為反射，則位于饋源喇叭A發(fā)出的K 波段極化信號可以等同于從饋源喇叭B發(fā)出的信號。由于設(shè)計的格柵對V波段輻射的極化 信號呈透過特性，饋源喇叭B發(fā)出V波段極化信號，從而將K波段信號和V波段信號極化分 離，最終正交偏饋天線寬帶信號極化分離裝置如圖3所示。
[0024] 進一步的，由于前面提到的格柵使平行于格柵的極化得到反射，垂直于格柵的極 化通過，只是一個理想狀態(tài)。實際上格柵會對需要分離的電磁信號產(chǎn)生副作用，如格柵的插 入損耗、反射效率等。為了盡可能減少格柵引入帶來的電性能惡化，需要對格柵尺寸進行準 確計算與設(shè)計，
[0025] 首先，設(shè)格柵金屬絲半徑為a，間距為d，如圖4所示，則除了反射外，漏過格柵金屬 絲的能量為：
【主權(quán)項】
1. 一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其特征在于，包括格柵，饋源喇叭 A，饋源喇叭B，拋物面天線，所述格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，所述 饋源喇叭A和饋源喇叭B相對于格柵鏡面對稱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其特征在于， 所述格柵放置在饋源喇叭B的對稱軸線上且格柵中心距饋源喇叭B的水平距離為67mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其特征在于， 所述格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵的電磁波通過，饋源 喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂直于格柵的電磁波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其特征在于，K 波段極化信號平行于所述格柵，V波段極化信號垂直于所大氣輻射信號電磁波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，其特征在 于，所述格柵最小長邊尺寸為160mm，最小窄邊尺寸為120mm，格柵金屬絲直徑為0. 1mm，金 屬絲間隔為I. 5mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種正交偏饋拋物面天線寬帶信號極化分離裝置，涉及天饋線系統(tǒng)領(lǐng)域。該裝置包括格柵，饋源喇叭A，饋源喇叭B，拋物面天線。格柵傾斜45度放置在饋源喇叭B和天線反射面之間，饋源喇叭A和饋源喇叭B相對于格柵鏡面對稱。格柵反射極化方向平行于格柵的電磁波，讓極化方向垂直于格柵的電磁波通過，饋源喇叭A發(fā)出極化方向平行于格柵的電磁波，饋源喇叭B發(fā)出極化方向垂直于格柵的電磁波。本實用新型利用格柵對寬帶信號進行極化分離，可以實現(xiàn)超寬帶信號同時接收和極化分離的問題，使得此種正交偏饋天線具有工作頻段寬、極化隔離度高、副瓣電平低等優(yōu)點，為輻射計正常接收大氣輻射信號提供技術(shù)保障。
【IPC分類】H01Q15-24
【公開號】CN204315734
【申請?zhí)枴緾N201420787492
【發(fā)明人】于永杰, 張志國, 曹培培, 晁坤
【申請人】中國電子科技集團公司第二十二研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月11日