一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线，包括若干天线单元，若干天线单元排列形成T形、U形和Y形中的任意一种形式，每个所述天线单元均连接一个微波发射机或微波接收机，所述天线单元包括：正交模耦合器，包括主体、轴向端口和侧向端口，所述主体内设有波导腔，轴向端口设于所述主体的一端且与所述波导腔连通，所述侧向端口设于所述主体的侧壁且与所述波导腔连通，且所述轴向端口和所述侧向端口分别用于向所述波导腔馈入垂直极化波和水平极化波；开口圆波导，设于所述主体的另一端且与所述波导腔连通，所述开口圆波导用于将经所述波导腔进入其内的所述垂直极化波和所述水平极波向外空间辐射。该天线信噪比大，温度分辨率高。温度分辨率高。温度分辨率高。

【技术实现步骤摘要】
一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线


[0001]本技术属于无线通信
，尤其涉及一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线。

技术介绍

[0002]实孔径微波辐射计的空间分辨率决定于在同一时刻接收电磁辐射的天线所占据的空间的物理尺寸。由于大口径天线带来的重量、尺寸、扫描转动、空间分辨率与对一个分辨单元的驻留凝视积分时间的矛盾及由此引起的空间分辨率和温度分辨率之间的矛盾，限制了被动微波遥感器空间分辨率的提高，为此，人们研究了利用小口径天线合成大的观测口径的技术，将在射电天文中发展起来的干涉式综合孔径望远镜应用于对地观测，发展了综合孔径微波辐射计，成为提高被动微波遥感空间分辨率的又一技术发展方向。
[0003]综合孔径微波辐射计将一个大口径天线等效分割成若干个小口径天线，通过基线设计和组合干涉测量得到所有的小口径天线组合，并通过对这些干涉测量结果的反演得到与大口径天线相同的观测分辨率。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术的目的是提供一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线，该天线信噪比大，温度分辨率高。
[0005]为实现上述目的，本技术的技术方案为：
[0006]一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线，包括若干天线单元，若干所述天线单元排列形成T形、U形和Y形中的任意一种形式，每个所述天线单元均连接一个微波发射机或微波接收机，所述天线单元包括：
[0007]正交模耦合器，包括主体、轴向端口和侧向端口，所述主体内设有波导腔，所述轴向端口设于所述主体的一端且与所述波导腔连通，所述侧向端口设于所述主体的侧壁且与所述波导腔连通，且所述轴向端口和所述侧向端口分别用于向所述波导腔馈入垂直极化波和水平极化波；
[0008]开口圆波导，设于所述主体的另一端且与所述波导腔连通，所述开口圆波导用于将经所述波导腔进入其内的所述垂直极化波和所述水平极波向外空间辐射。
[0009]根据本技术一实施例，所述开口圆波导内壁设有若干凸脊。
[0010]根据本技术一实施例，所述凸脊数量为四条，且圆周均布于所述开口圆波导内壁。
[0011]根据本技术一实施例，所述轴向端口和所述侧向端口均为矩形波导。
[0012]根据本技术一实施例，所述主体为圆柱形，所述轴向端口通过一矩圆转换件连接于所述主体，所述矩圆转换件一端为矩形、另一端为圆形。
[0013]根据本技术一实施例，所述侧向端口缝隙耦合于所述主体。
[0014]根据本技术一实施例，所述波导腔内设有金属膜片。
[0015]根据本技术一实施例，所述金属膜片的法线与所述轴向端口的法线垂直、与所述侧向端口的法线平行。
[0016]根据本技术一实施例，所述金属膜片的形状为由矩形过渡到尖劈状，且所述金属膜片尖劈状一端朝向所述开口圆波导。
[0017]根据本技术一实施例，所述天线单元数量为49个，且横向设有25个所述天线单元、竖向设有24个所述天线单元以形成T形。
[0018]本技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0019](1)本技术实施例中设置若干天线单元，天线单元正交模耦合器和开口圆波导，使得通过对若干天线单元的组合干涉测量结果进行反演可得到与大口径天线相同的观测分辨率，且使用正交模耦合器和开口圆波导对垂直极化波和水平极化波进行辐射，使得该天线信噪比大，温度分辨率高。
[0020](2)本技术实施例中开口圆波导内壁设有若干凸脊，用以调节开口圆波导端口阻抗与自由空间波阻抗的匹配度，使微波传输效率更高。
[0021](3)本技术实施例中波导腔内设有金属膜片，且金属膜片的形状为由矩形过渡到尖劈状，使轴向端口与主体的阻抗匹配，且可屏蔽轴向端口水平极化分量、提高轴向端口和侧向端口的端口隔离度。
[0022](4)本技术实施例中天线单元数量为49个，且横向设有25个天线单元、竖向设有24个天线单元以形成T形，使得天线整体信噪比更大，温度分辨率更高。
附图说明
[0023]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
[0024]图1为本技术的一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线整体示意图；
[0025]图2为本技术的一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线天线单元示意图；
[0026]图3为本技术的一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线天线单元垂直极化辐射方向图；
[0027]图4为本技术的一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线天线单元水平极化辐射方向图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1：天线单元；2：主体；3：轴向端口；4：侧向端口；5：开口圆波导；6：凸脊；7：矩圆转换件；8：金属膜片。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0031]参看图1至4，本技术的核心是提供一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线，包括若干天线单元1，若干天线单元1紧密排列形成T形、U形和Y形中的任意一种形式，每个天线单元1均连接一个微波发射机或微波接收机。
[0032]本实施例中，采用的是T形布局，具体的天线单元1数量为49个，且均为Ka频段天线，横向设有25个天线单元1，25个天线单元1紧密排列且相互固连在一起，竖向设有24个天线单元1，且也是紧密排列相互固连在一起，竖向的一列天线单元1中一端的天线单元1与横向的一排天线单元1中中间的一个天线单元1固连在一起，以此形成T形布局。T型天线布局，虽然基线组合有冗余，但通过冗余测量，可以提高信噪比，提高温度分辨率。
[0033]每个天线单元1包括均包括正交模耦合器和开口圆波导5。具体的，正交模耦合器为一种三端口圆形波导结构，由主体2、轴向端口3和侧向端口4组成，本实施例中主体2为圆柱形，其中间开设有波导腔，对应的波导腔也为圆形通道，主体2壁厚0.5mm，波导腔直径5mm，可同时传播两种极化正交的线极化波。
[0034]轴向端口3设于主体2的一端且与波导腔连通，侧向端口4设于主体2的侧壁且与波导腔连通，且轴向端口3和侧向端口4分别用于向波导腔馈入垂直极化波和水平极化波。
[0035]具体的，轴向端口3和侧向端口4均采用非标准矩形波导，其长边尺寸为5mm，短边2.5mm。由于轴向端口3为矩形，主体2为圆形，因此轴向端口3通过一矩圆转换件7连接于主体2，矩圆转换件7一端为矩形、另一端为圆形，由矩形逐渐平滑过渡到圆形，且其中间贯通，实现矩形端口向圆形端口的过渡转换。本实施例中，轴向端口3、矩圆转换件7和主体2均一体成型。侧向端口4通过开设在主体2侧壁上的缝隙槽，缝隙耦合于主体2。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极化两维综合孔径微波辐射计天线，其特征在于，包括若干天线单元，若干所述天线单元排列形成T形、U形和Y形中的任意一种形式，每个所述天线单元均连接一个微波发射机或微波接收机，所述天线单元包括：正交模耦合器，包括主体、轴向端口和侧向端口，所述主体内设有波导腔，所述轴向端口设于所述主体的一端且与所述波导腔连通，所述侧向端口设于所述主体的侧壁且与所述波导腔连通，且所述轴向端口和所述侧向端口分别用于向所述波导腔馈入垂直极化波和水平极化波；开口圆波导，设于所述主体的另一端且与所述波导腔连通，所述开口圆波导用于将经所述波导腔进入其内的所述垂直极化波和所述水平极波向外空间辐射。2.根据权利要求1所述的双极化两维综合孔径微波辐射计天线，其特征在于，所述开口圆波导内壁设有若干凸脊。3.根据权利要求2所述的双极化两维综合孔径微波辐射计天线，其特征在于，所述凸脊数量为四条，且圆周均布于所述开口圆波导内壁。4.根据权利要求1所述的双极化两维综合孔径微波辐射计天线，其特征在于，所述轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：马岩冰，闵康磊，张宇环，李亮，苏醒，陈建龙，张天乐，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：新型
国别省市：