[发明专利]用于天线系统的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于重定向在天线中接收到的电磁场或者所述天线产生的波束的设备。更具体地但不排他地，本发明涉及一种设备，该设备用于将在天线系统中接收到的电磁场分割成与分离的波束相对应的多个部分，并重定向所述部分以允许在远离所述天线系统聚焦区域时检测到这些部分。

背景技术

在传统的反射器天线系统中，将反射器的远场中的窄方向图带到焦点，在焦点放置单个馈电喇叭或者馈电喇叭组来捕获或者采样来自系统的反射能量。为了在不同位置对场进行采样，可以在所述天线系统的焦平面内移动所述馈电喇叭或所述馈电喇叭组，以便扫描所述天线波束。所述远场中的波束位置相对于(小角度的)馈电位置偏移成额定线性关系移动。

为了改善数据获取时间和仪器灵敏度，优选的是在焦平面内具有馈电喇叭的固定阵列，而不是一个或多个移动的馈电喇叭。然而不幸地是，所获得的信息量受到所扫描的波束的紧密性的限制，进而受到馈电喇叭尺寸的限制。对于电信应用，馈电喇叭的尺寸相对较小(直径是1至2个波长)，并且可以对紧密堆积的波束进行采样。然而对于辐射测量应用，要求所述馈电从远场产生具有低旁瓣的类高斯波束导致使用具有更大直径(6至10个波长)的馈电喇叭。在将这些喇叭彼此相邻放置时，没有足够紧密地堆积所采样的波束。例如，在一些亚毫米波应用中，需要对3mm间隔的波束进行采样。然而，馈电喇叭的宽度必须是10mm，这使得不能将馈电喇叭按照3mm的间隔放置。

此外，每一个馈电喇叭配置有诸如低噪声放大器(LNA)和混频器之类的信号处理部件。这些部件可能不会小到足以允许将馈电喇叭足够靠近地放在一起以至于可以对足够紧密地堆积的波束进行采样。

本发明目的在于解决这些问题。

发明内容

根据本发明，提出了一种用于天线系统的设备，包括：一个或多个叶片，用于将天线接收到的电磁场分割成与分离的波束相对应的多个部分，并且将所述多个部分重定向以供多个检测器检测。

所述一个或多个叶片中的每一个均可以根据入射区域沿着一定方向来重定向场的部分，其中，所述入射区域是场的该部分在该叶片上的入射区域。叶片可以包括第一和第二表面，叶片可以通过将场的入射到第一表面上的部分沿着第一方向重定向并将场的入射到第二表面上的部分沿着与第一方向不同的第二方向重定向，来分离所述场。

所述设备可以包括：多个叶片，用于将电磁场分割成逐渐越来越小的部分。

因此，本发明允许在自由空间中切割或截取高斯波束，以允许按照比所使用的典型高斯喇叭小的间隔来分离紧密的波束。本发明允许馈电喇叭位于远离聚焦区域的地方。因此，可以将大到足以产生所要求的波束的馈电喇叭用于对紧密堆积的波束进行采样。

所述一个或多个叶片可以包括棱镜叶片。所述一个或多个叶片可以附加地或者备选地包括反射叶片。所述反射叶片可以包括成角度接合的两个反射表面。

所述一个或多个叶片可以包括至少两个叶片，叶片之一包括所述两个反射表面，所述两个反射表面被定形为使场的所述多个部分畸变，以允许所述至少两个叶片中的其他叶片更有效地切割场的所述多个部分。所述两个反射表面可以被定形为拉伸与场的部分相对应的波束的横截面。

所述两个反射表面可以被定形为将场的所述多个部分之一朝着检测器聚焦。备选地或者附加地，所述设备可以包括至少两个叶片，叶片之一包括所述两个反射表面，所述两个反射表面被定形为将场的所述多个部分之一朝着其他叶片聚焦。所述两个反射表面可以包括柱面镜。

所述设备还可以包括预畸变反射镜，用于将场的所述多个部分反射到一个或多个叶片上，所述预畸变反射镜配置用于拉伸与场的所述多个部分相对应的波束的横截面，以允许分离紧密堆积的波束。

所述一个或多个叶片可以包括至少两个叶片，所述设备还可以包括用于将场的所述多个部分之一从叶片之一聚焦到另一个叶片上的聚焦装置。备选地或者附加地，所述设备还可以包括用于将场的所述多个部分之一聚焦到检测器上的聚焦装置。用于对场的所述多个部分进行聚焦的聚焦装置可以配置用于将场的所述多个部分重新定形为圆形波束。用于对场的重定向的多个部分进行聚焦的装置可以包括反射镜和/或透镜。

在一个实施例中，所述一个或多个叶片可以包括多个金属反射叶片，用于聚焦的装置可以包括多个金属反射镜，所述多个叶片和多个反射镜可以是从单块金属切割而成的。将所述设备制造成单个单元或者制造成几个分离的单元减小了用于切割和检测所述场所需的部件个数，并且使得设计更加机械可靠。