[发明专利]一种紧凑型多通道准光馈电网络及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天微波无源遥感辐射计技术领域，尤其涉及一种紧凑型多通道准光馈电网络及其设计方法。 

  

背景技术

由于航天多通道微波无源遥感辐射计技术的迅速发展，对于辐射计系统中馈电网络的应用水平要求也不断提高，多通道微波无源遥感辐射计技术可实现对大气全天候、全天时连续监测，能够为灾害性天气预报提供实时有效的监测，从而更好的满足全球数值天气预报、区域数值预报、天气学预报和邻近预报的需求。 

从国内外研究现状来看，已有辐射计系统的准光馈电网络一般具有三个特点：其一、所有聚焦反射镜均是椭球面反射镜；其二、所有器件均排布在同一层；其三、在波束传播过程中，不改变波束传播轴与水平面之间的垂直距离。这样造成了准光馈电网络体积过大，在星载多通道辐射计的进一步发展中，将面临更大的困难。 

因此，基于星载多通道辐射计准光馈电网络体积过大的困难，有必要提供一种紧凑型多通道准光馈电网络，用于多通道辐射计系统中，满足星载辐射计对体积的限制要求。 

  

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种能够克服波束发散、空间布局有限的紧凑型多通道准光馈电网络。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种紧凑型多通道准光馈电网络，该装置包括馈电网络上层和馈电网络下层；其中，所述馈电网络下层包括若干椭球面反射镜、空间滤波器、平面镜和潜望镜，通过所述空间滤波器将一入射信号进行多通道传输；所述馈电网络上层包括一平面镜、若干椭球面反射镜和潜望镜，通过所述潜望镜分别接收所述馈点网络下层的潜望镜的信号，并通过所述椭球面反射镜和所述平面镜将所述信号分别馈送至各馈源喇叭中；另外，所述馈电网络上层和所述馈电网络下层还共用一个椭球面反射镜M1和两个双曲面反射镜H1和H2，所述入射信号通过所述椭球面反射镜M1汇聚后，经过其中一个双曲面反射镜H1并反射，且所述双曲面反射镜H1的出射波束以一定倾斜角度入射至所述双曲面反射镜H2，而该双曲面反射镜H2的出射波束与双曲面反射镜H1的入射波束平行。通过所述馈电网络下层的空间滤波器将信号按照频率信息进行分离，使其各自形成一个网络通道，所述馈电网络上层的潜望镜分别接收所述馈电网络下层潜望镜的信号。 

较佳地，所述双曲面反射镜H2接收所述双曲面反射镜H1的入射波束，该入射波束经过所述双曲面反射镜H2反射后的出射波束与水平面平行。 

较佳地，所述双曲面反射镜H1的入射波束与双曲面反射镜H2的出射波束在垂直于水平面方向上有一定高度差，该高度差的具体范围为100-200mm，且其高度差可根据信号频率大小和馈电网络不同发生变化。 

较佳地，所述馈电网络下层中，包括至少4个椭球面反射镜、4个空间滤波器、2个极化选择器、3个潜望镜和2个平面镜。 

较佳地，所述馈电网络上层中，包括至少3个椭球面反射镜、1个平面镜和3个潜望镜。 

较佳地，所述紧凑型多通道准光馈电网络包括2个高频段信号和3个低频段信号，从而达到五个通道的准光馈电网络通道。 

本发明还提出一种紧凑型多通道准光馈电网络设计方法，包括如下步骤： 

（1）设计一个椭球面发射镜M1，用于汇聚入射至该准光馈电网络的发散波束；

（2）设计双曲面反射镜H1，该双曲面反射镜H1接收所述椭球面反射镜M1的反射波束，并将所述反射波束传输至一双曲面反射镜H2，其中，所述椭球面反射镜M1的反射波束与水平面平行，所述双曲面反射镜H1的反射波束与水平面有一定夹角，且该夹角与信号频率大小和馈电网络不同发生变化；

（3）设计双曲面反射镜H2，该双曲面反射镜H2接收所述双曲面反射镜H1的反射波束，其中，所述双曲面反射镜H2的反射波束与水平面平行；

（4）设计空间滤波器F1，该空间滤波器F1将三个低频段信号和两个高频段信号分离；

（5）设计空间滤波器F2和空间滤波器F3，通过所述空间滤波器F2和空间滤波器F3分离所述三个低频段信号；

（6）设计空间滤波器F4，通过所述空间滤波器F4分离所述两个高频段信号；

（7）设计若干潜望镜，通过所述潜望镜将所述三个低频段信号中的两个低频段信号与两个高频段信号中的一个高频段信号折返到所述馈电网络上层；

（8）在各频段信号传输的过程中设计聚焦发射镜，通过所述聚焦反射镜将信号馈送至馈源喇叭。

较佳地，所述馈电网络上层和所述馈电网络下层均设置三个潜望镜，且所述馈电网络上层的潜望镜接收所述馈电网络下层的潜望镜的信号。