[发明专利]一种基于赋形环面天线的多频段扫描定标和辐射探测系统

说明书

本发明公开了一种基于赋形环面天线的多频段扫描定标和辐射探测系统由赋形环面天线、定标源、多频段赋形副反射面阵列、多频段接收机和馈源阵列、扫描机构及支撑结构、控制配电模块、数据采集处理模块和平台支撑结构组成。本发明采用环面天线作为系统的主反射面，通过对环面天线和副反射面进行赋形设计实现接收波束方向图的控制，通过固定赋形环面天线和定标源，利用扫描机构带动多频段接收机和馈源阵以及多频段赋形副反射面阵列进行周期性旋转，实现系统的周期性定标和扫描探测。

技术领域

本发明属于辐射探测或扫描成像技术领域，尤其涉及一种基于赋形环面天线的多频段扫描定标和辐射探测系统。

背景技术

大气和云的探测是气象和气候应用中的最重要的数据来源，也是最难确定的气象要素之一，对它们的高分辨率高精度探测在提升气候预测、数值天气预报精度以及增强人工影响天气实施效率和极端天气预测能力等很多方面具有重要应用，对满足军民日益增长的气候预测和天气预报需求具有重大的意义。大气和云在毫米波和太赫兹频段存在着丰富的辐射和散射谱，毫米波和太赫兹频段的辐射计/探测仪/成像仪已经成为地球大气、行星大气和宇宙背景辐射探测的重要手段，见Peter H.Siegel.THz Instruments forSpace.IEEE Transactions on Antennas and Propagation,55(11),2957-2965,2007。

但采用毫米波和太赫兹频段进行探测和成像与光学和低频率的微波频段均有着显著的不同，光学频段比较典型的是采用一维线阵通过平台运动实现二维成像或通过二维焦平面接收阵列直接进行成像，而微波低频段则会采用相控阵和多输入多输出阵列等方式实现二维成像。但大多数情况下，毫米波和太赫兹频段的馈源及接收机集成难度大，价格昂贵，难以实现大量接收通道的阵列化焦平面高灵敏度探测和成像，一般采用准光馈电网络、馈源阵列、多天线以及它们的组合方式通过机械扫描方式和平台运动来解决。比较典型的是欧拉卫星上的EOS/MLS(The Earth Observing System Microwave Limb Sounder)载荷、即将发射MetOp-SG(Meteorological Operational Second Generation,MetOp第二代)卫星上的ICI(Ice Cloud Imager)载荷和风云系列上的先进微波大气探测仪。