專利名稱：一種遠距離毫米波傳輸裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及遠距離毫米波的傳輸，特別是一種低損耗的遠距離毫米波傳輸裝置，屬微波和準光學領域。
在四十年代微波技術發(fā)展時期，主要有兩種結構形式的傳輸線同軸線和矩形金屬波導。現(xiàn)有毫米波傳輸線有些是微波傳輸線可以應用在毫米波的，如矩形金屬波導、微帶線等。有些則是新興的專為傳輸毫米波設計的鰭線、介質鏡象波導等。矩形金屬波導是人們非常熟悉的傳輸線，但這種傳輸線在高頻應用時，插入損耗很大，增加波導高度的大尺寸波導雖然可以減小衰減，但高次模也相應出現(xiàn)。在毫米波的低頻端，微帶線是一種傳輸線的結構形式，但隨著使用頻率的提高，損耗顯著增加，激勵并產(chǎn)生沿介質基片傳輸?shù)谋砻娌?。微帶在彎曲和不連續(xù)處極易產(chǎn)生輻射。微帶線的尺寸隨頻率提高而減小，受加工容許公差限制，不適合使用在毫米波高端。槽線與微帶在結構上是互補電路，在毫米波低頻端也可作為傳輸線應用，但它的損耗與微帶差不多，品質因素也比較低，不適合用于毫米波高頻端。鰭線是用矩形波導屏蔽的槽線，或是放置介質片的脊波導，僅可以在毫米波的低頻端應用，屏蔽殼的機械加工遇到了與金屬波導同樣的困難，介質鏡象波導由矩形介質波導演變而來，但要使場集中，介質損耗又要增加，再加上導體損耗就使總損耗很高。因此，現(xiàn)有的毫米波傳輸線有些只能在毫米波低頻端應用，有些雖能在毫米波高頻端使用，但卻損耗很大，例如銀矩形波導中TE10型波在頻率為300GHz時的衰減為13dB/米，這種傳輸線雖然能在幾厘米長的饋線中使用，但如果應用于射電干涉儀或綜合孔徑陣中，卻是很不現(xiàn)實的，因為高分辨率的綜合孔徑陣間距一般都在數(shù)百米，甚至數(shù)千米，單就傳輸線損耗一項而言，就高達1300dB以上。這種衰減是不可想象的。
本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有毫米波傳輸線損耗大，因而不能遠距離傳輸?shù)娜秉c，提供一種橢球反射器，采用空間傳輸電磁波的方式實現(xiàn)遠距離低損耗毫米波傳輸。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的發(fā)明點在于，改變現(xiàn)有用傳輸線導體來引導電磁波傳播的方式，而用橢球截面體制成橢球反射器以及與相應的輻射器和接收器配合傳播電磁波能量，具體結構是設置一個離地面一定高度的橢球截面體，在橢球的一個焦點位置上安放信號輻射器，在橢球的另一個焦點位置上安放接收器，輻時器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合，接收器的軸線與橢球截面體的中心反射線重合，輻射器軸線，接收器軸線與橢球截面體中心入射線及反射線在同一水平面內。輻射器和接收器均為電磁喇叭。
附圖及實施例

圖1為本實用新型傳輸裝置示意圖；圖2、3為橢球截面的截取方式。
圖1中，橢球體有二個焦點f1、f2，位于信號輻射源一方的輻射器1安放在橢球體的一個焦點位置上，其發(fā)出的電磁波向橢球截面體2輻射，到達橢球截面體后被反射并聚焦至橢球體另一個焦點位置上的接收器3接收，完成電磁波在空間的傳輸過程。整個裝置的安裝參數(shù)選擇是首先根據(jù)毫米波信號需傳輸?shù)木嚯xL選擇接收器至橢球截面體中心的距離為，然后選擇接收器的口徑Dr及長度H，再根據(jù)接收器口徑Dr和長度H以及傳輸距離L決定橢球截面體的口徑De、Dh，再定出橢球截面體中心至輻射器的距離d，由此可決定輻射器的口徑和長度。本實施例取L=105米，d=3米，De=2.5米，Dh=2.9米。
橢球截面在橢球上的部位可根據(jù)需要截取，圖2、3為二個不同部位截面。截取部位雖不同，但橢球的焦點f1、f2位置是不變的，即輻射的與接收器的安放位置一定。橢球截面上的每一部分都可將焦點發(fā)生的球面波聚焦至另一焦點的球面波。把輻射器和接收器的軸線對準橢球截面反射器的中心，可提高效率。
本實用新型與現(xiàn)有毫米波傳輸線相比，有以下優(yōu)點及效果1、本實用新型的毫米波傳輸損耗極低，一百米長的傳輸損失僅為1～2dB，而現(xiàn)有毫米波傳輸線的傳輸損耗高達13dB/米。
2、在射電干涉儀以及綜合孔徑陣中，單元天線與接收機相距幾十甚至幾千米的距離?，F(xiàn)有毫米波傳輸線的傳輸損耗就高達幾十分貝，因而在射電干涉儀以及綜合孔徑陣中，現(xiàn)有毫米波傳輸線的應用是完全不現(xiàn)實的。而本實用新型的毫米波傳輸損耗卻很低，完全可以實用于射電干涉儀和綜合孔徑陣中，進行遠距離毫米波傳輸。
3、本實用新型的傳輸頻帶基本上沒有限制，而現(xiàn)有傳輸線的頻帶寬度不到二個倍頻程，脊形波導的頻帶也只能達到幾個倍頻程。
4、本實用新型傳輸電磁波時，沒有截止波長；而現(xiàn)有傳輸線在傳輸電磁波時，則與傳輸?shù)男盘柌ㄩL有關，具有截止波長，只有工作波長小于傳輸線的截止波長的電磁波才能在傳輸線中傳輸。
權利要求1．一種遠距離毫米波的傳輸裝置，其特征是改變現(xiàn)有用傳輸線導體引導電磁波傳播的方式，用橢球截面體制成橢球反射器以及與相應的輻射器和接收器配合傳播電磁波能量，具體結構是設置一個離地面一定高度的橢球截面體，在橢球的一個焦點位置上安放信號輻射器、在橢球的另一個焦點位置上安放接收器，輻射器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合，接收器的軸線與橢球體截面的中心反射線重合，輻射器軸線、接收器軸線與橢球體截面中心入射線及反射線在同一水平面內。
2．根據(jù)權利要求1所述的一種遠距離毫米波的傳輸裝置，其特征是輻射器和接收器均為電磁喇叭。
專利摘要本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有毫米波傳輸線損耗大,因而不能遠距離傳輸?shù)娜秉c,提供一種橢球反射器,采用空間傳輸電磁波的方式實現(xiàn)遠距離低損耗毫米波傳輸。具體結構是:設置一個離地面一定高度的橢球截面體,在橢球的一個焦點位置上安放信號輻射器,在橢球的另一個焦點位置上安放接收器,輻射器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合,接收器的軸線與橢球體截面的中心反射線重合,輻射器軸線、接收器軸線與橢球體截面中心入射線及反射線在同一水平面內。
文檔編號H04B10/02GK2324709SQ98226478
公開日1999年6月16日 申請日期1998年4月15日 優(yōu)先權日1998年4月15日
發(fā)明者殷興輝 申請人:中國科學院南京紫金山天文臺