[发明专利]双频双极化毫米波馈源

说明书

技术领域

本发明属于目标探测技术领域，具体涉及应用于双频毫米波测云雷达卡塞格伦反射面天线的毫米波馈源。

背景技术

双频双极化毫米波馈源作为双频毫米波测云雷达卡塞格伦反射面天线的初级辐射器，为其提供有效的照射。双频毫米波测云雷达是毫米波测云雷达技术的发展和延伸，是精细化探测需求的产物。

早期进行双波长探测采用双雷达，即两部不同频段的雷达同时开机，对同一目标进行探测。这种方法最大的问题是难以保证两部雷达探测的是同一目标，且设备量大，运行维护要求高。研制采用共面天线的双波长雷达，是解决上述问题的有效方法。

研制双频毫米波测云雷达的关键在于毫米波共面天线的技术突破，对于面天线，关键在于突破双频双极化毫米波馈源技术。双频毫米波测云雷达工作在Ka/W频段。在毫米波频段，特别是W频段，其波长短，使得毫米波设备的设计、加工都面临新的难题。由于毫米波其自身的特点，也限制了很多在低频段可以采取的措施的使用。

双频段双极化馈源在Ku/Ka双频段，Ka频段可以采用同轴嵌套方式嵌套在Ku频段内，Ka频段采用介质填充喇叭实现。但是这种方法若运用在W频段，介质损耗难以承受。即使采用空气介质金属波导，其损耗也不可忽略。研究表明W频段波导理论损耗3.82dB/m，实际上由于波导内壁光洁度的问题，甚至达到理论值的3～4倍，实验实测值约为13dB/m。因此，在W频段就需要采用全金属结构，并尽量简化馈源的结构。

随着双频毫米波测云雷达的发展应用，研究一种应用于反射面天线的双频双极化毫米波馈源是目前面临的一个技术难题。

发明内容

为了满足双频毫米波测云雷达的使用要求，本发明提供一种双频双极化毫米波馈源。

双频双极化毫米波馈源由辐射端、Ka频段正交模耦合器和W频段正交模耦合器组成；

所述辐射端由依次连接的喇叭体1和Ka频段波导2构成，既是Ka频段的辐射端又是W频段的辐射端；

所述Ka频段正交模耦合器由W频段多模喇叭、Ka频段第一馈电波导5和Ka频段第二馈电波导6构成；所述W频段多模喇叭由依次连接的Ka频段波导2、过渡圆锥台4和W频段波导3构成；所述Ka频段第一馈电波导5和Ka频段第二馈电波导6分别交错设于Ka频段波导2上， Ka频段第一馈电波导5和Ka频段第二馈电波导6相互垂直；且Ka频段第一馈电波导5的出口端和Ka频段第二馈电波导6的出口端均设有滤波器11；

所述W频段正交模耦合器由W频段波导3、W频段第一馈电波导7和W频段第二馈电波导8构成；所述W频段第一馈电波导7和W频段第二馈电波导8交错设于W频段波导3上，W频段第一馈电波导7和W频段第二馈电波导8相互垂直；

所述Ka频段波导2和W频段波导3均为圆波导，且W频段波导3的直径小于Ka频段波导2；

所述喇叭体1的小口径端连接着的Ka频段波导2的一端，Ka频段波导2的另一端通过过渡圆锥台4连接着W频段波导3的一端，W频段波导3的另一端为底端，且封闭；W频段波导3为W频段多模喇叭的馈电波导，Ka频段波导2为W频段多模喇叭的传输波导。

所述喇叭体1为竖波纹圆锥喇叭，其体内布设有两个以上的沿喇叭体中心轴对称的波纹槽，所述波纹槽的槽深不小于四分之一Ka频段的波长，槽宽为槽周期的三分之一～二分之一。

所述W频段波导3的直径是Ka频段波导2的直径的三分之一～二分之一。

所述过渡圆锥台4的锥度为25～35度。

所述滤波器11为Ka频段通带、并具有W频段阻带的低通滤波器。

所述Ka频段第一馈电波导5、Ka频段第二馈电波导6、W频段第一馈电波导7和W频段第二馈电波导8分别位于以所述毫米波馈源的轴向为基准的四个方向。

所述Ka频段第一馈电波导5、Ka频段第二馈电波导6的波导端面均由90°切角弯头矩形波导变换为轴线平行于Ka频段波导2的矩形波导。

所述W频段第一馈电波导7和W频段第二馈电波导8的波导端面均与Ka频段波导3的矩形波导轴线垂直。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：