[实用新型]一种双偏振相控阵天线及双偏振相控阵天气雷达

说明书

本实用新型涉及一种双偏振相控阵天线和双偏振相控阵天气雷达。其中，双偏振相控阵天线，将多个双极化行馈布设在横圆柱形支撑面上，形成横圆柱形的双极化(偏振)微带贴片天线，进而实现水平方向和垂直方向的两个极化(偏振)信号的同时发射和同时接受，并且能够保证波束宽度不变、天线增益不变、双偏振性能不变的数字多波束信号。本实用新型提供的双偏振相控阵天气雷达采用上述形成的横圆柱形的双极化(偏振)微带贴片天线，能够保证不同扫描角度探测天气的一致性，提高天气目标三维立体构建的精确度。同时，能够简化现有相控阵天气雷达对标校的要求，提高双偏振相控阵天气雷达的适应性。

技术领域

本实用新型涉及天气检测装置领域，特别是涉及一种双偏振相控阵天线及双偏振相控阵天气雷达。

背景技术

自雷达技术出现以来，将雷达用于气象探测的研究一直在不断发展中。天气雷达是探测预警各类危险性天气的最有效手段。世界上有多个国家建有气象雷达网，我国也建有新一代天气雷达网。目前业务使用的天气雷达普遍采用机械扫描，完成一次体积扫描需要6分钟左右的时间，难以满足对一些变化快速的天气现象的探测，相控阵天气雷达采用电扫描的方式，扫描速度不受机械转动性能的限制，并能多波束同时工作，因此采用相控阵天气雷达实现快速探测成为下一代天气雷达发展的主流。

采用双偏振探测技术能够得到气象目标更多的参数，能更好地识别气象目标，提供更精确的气象信息，因此采用双偏振探测已经成为气象雷达领域的共识。将相控阵天气雷达与双偏振技术结合，成为可快速扫描的双偏振相控阵天气雷达，克服现行天气雷达的不足，实现多功能探测。

相控阵天线阵列配置一般有一维线阵、二维平面阵和球面阵。

一维线阵一般是在方位或者俯仰上进行电扫，在另一维上采用机械旋转，以完成全空域的气象探测。二维平面阵天线需要多个面阵(通常是三个或者四个面)，成本较高。一维线阵和二维平面阵都存在波束指向偏离法线时，波束的各项参数非线性变化的特点。随着波束扫描角变化，一维线阵或二维平面阵的波束宽度在变化，天线增益在变化，雷达照射体积也在变化，波束的偏振方向也随之变化扭曲，并且此变化为非线性变化。球面阵在相控阵雷达中是最佳的，波束可灵活控制，在所有波束方向上都一致，但其制造成本也是最高。为解决平面相控阵波束扫描时各项参数的非线性变化，美国专利“Cylindricalpolarimetric phased array radar”(专利号US 2011/0285582 A1)提出垂直圆柱形相控阵天气雷达，保证雷达在方位扫描时波束的各项指标稳定不变，但此方法在俯仰扫描时仍然存在波束的非线性变化，并且俯仰扫描角度有限，无法扫描到天顶方向

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双偏振相控阵天线及双偏振相控阵天气雷达，以实现波束性能的无变化扫描，有效提升天气探测和目标识别的准确度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种双偏振相控阵天线，包括：横圆柱形支撑面、支撑架和多个双极化行馈；

所述支撑架与所述横圆柱形支撑面匹配设置；所述支撑架用于支撑所述横圆柱形支撑面；

多个所述双极化行馈布设在所述横圆柱形支撑面上，且多个所述双极化行馈沿所述横圆柱形支撑面的周向方向紧密排列。

优选的，还包括：数字收发模块；

所述数字收发模块包括多个双通道数字T/R组件；

每一所述双极化行馈对应一个所述双通道数字T/R组件；所述双通道数字T/R组件用于收发信号。

优选的，所述双通道数字T/R组件包括数字接收单元和数字发射单元；

所述数字发射单元用于产生探测目标所需的调频信号或相位编码信号；所述数字接收单元用于接收目标反射回来的回波信号。