[发明专利]一种毫米波太赫兹波波导双工器

说明书

本发明公开了一种毫米波太赫兹波波导双工器，属于毫米波与太赫兹波雷达领域，该双工器包括T型波导结和介质，T型波导结是一个T型中空壳体结构，其水平部分的一端水平延伸出由大到小的梯形过渡结构，T型波导结的水平部分和垂直部分的端口均为矩形，所述水平部分一端的端口为端口I、所述梯形过渡结构的端口为端口III，所述垂直部分的端口为端口II，所述介质为一带有金属薄片的长方形结构，其长度与T型波导结的水平部分的长度一致，宽和高均与端口III的宽和高一致，介质穿过T型波导结内部并与T型波导结的内表面接触且固定；本发明能够克服毫米波与太赫兹波共口径传输难的问题。

技术领域

本发明属于毫米波与太赫兹波雷达领域，具体涉及一种毫米波太赫兹波波导双工器。

背景技术

云是影响地气系统辐射平衡的重要因子，且是影响全球气象和气候变化的关键气象要素之一，云的分布和变化的精确描述是提升应对气候变化能力和改进天气预报急需解决的重要科学问题。

毫米波雷达是目前较成熟观测云的有效手段，它利用云粒子对电磁波的瑞利散射特性，通过对云的雷达回波来分析云的微观和宏观特性。相对于厘米波雷达而言，毫米波雷达对云粒子具有更高的探测灵敏度，它可以探测从直径为几微米的云粒子到弱降水粒子的范围；相对于激光雷达，毫米波雷达可以穿过多层云，描述云内部物理结构，并且可以连续监测云的垂直剖面变化。

太赫兹科学技术作为当前发展迅猛的新兴交叉学科领域，对于气象探测具有独特的优越性及重要应用，是一个具有前瞻性和战略性的研究领域。对于及时准确地对高影响天气发生发展变化进行监视和预警的要求，云粒子的准确描述可以提供关键信息。云粒子在太赫兹波段具有强烈的后向散射特性，其散射信号强度在该波段与云粒子的相态，雪晶的融化过程高度相关，因此太赫兹云雷达可通过监视云粒子的发展过程，支持暴雨台风等高影响天气预警。目前已经采用的毫米波云雷达由于观测波段的局限性，无法准确提供以上信息。如能尽早突破太赫兹、毫米波云雷达多源空间一致性观测及应用关键技术，结合现有观测能力，发展多源、多尺度观测数据同化、融合与集成技术，将显著提高暴雨发展过程的监视及评估能力，为防灾减灾及应对气候变化服务。

毫米波与太赫兹双频共孔径等波束天线的实现将作为毫米波太赫兹云雷达的重要技术支撑。而对于目前的双频/多频共孔径天线而言，工作频段并不能达到要求，毫米波与太赫兹波共口径传输问题比较难克服，而本发明克服了以上问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种毫米波太赫兹波波导双工器，不但能够克服目前的双频/多频共孔径天线的工作频段并不能达到高频段的要求，还能够克服毫米波与太赫兹波共口径传输难的问题。

实现本发明的实施方案如下：

一种毫米波太赫兹波波导双工器是一种具有三通道的空心壳体结构，该结构包括T型波导结和介质，所述T型波导结是一个T型中空壳体结构，其水平部分的一端水平延伸出由大到小的梯形过渡结构，T型波导结的水平部分和垂直部分的端口均为矩形，所述水平部分一端的端口为端口I、所述水平部分另一端的梯形过渡结构的端口为端口III，所述垂直部分的端口为端口II，所述介质为一带有金属薄片的长方形结构，其长度与T型波导结的水平部分的长度一致，宽和高均与端口III的宽和高一致，介质穿过T型波导结内部并与T型波导结的内表面接触且固定。

进一步地，所述端口I与天线通过传输装置相连，所述端口I传输毫米波和太赫兹波的混合波，端口II传输毫米波，且传输毫米波的外接毫米波导的横截面高度大于端口II的高度，端口III传输太赫兹波。

进一步地，所述介质为固体石英。

进一步地，所述金属薄片的形状为矩形或圆形。

进一步地，所述金属薄片与T型波导结的上下内表面均不接触，或只接触上下内表面中的一个。

进一步地，所述T型波导结采用铝、铁、铜、铝合金、铁合金或铜合金。