[实用新型]一种微波辐射计定标源微波窗

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种定标源微波窗，特别是一种微波辐射计定标源微波窗。

背景技术

随着我国以高分辨率对地观测、探月工程为代表的重大航天科技工程的陆续展开，大量微波辐射计被搭载于“风云三号”、“海洋二号”、“嫦娥一号”、“嫦娥二号”等星基平台之上，实现了我国微波被动遥感由科学试验型向业务应用型的跨越。微波辐射计实质上是一种被动接收自然界物体温度辐射的高灵敏度接收机。由于微波本身具有穿透云层、雾、小雨、植被和土壤的能力，因此微波辐射计具有其他频段遥感设备，如光学、红外遥感设备所不可替代的探测能力。

基于微波辐射计的结构特点，所处环境及应用目的，目前国内外几乎所有业务应用型星载微波辐射计都需要经过多轮次定标才能够保证其遥感数据的准确性。辐射计定标源是对辐射计进行定标的装置。它可以提供标准信号用来校准辐射计的精度、灵敏度、线性度和稳定性。

目前，国内外使用的绝大多数微波辐射计定标源都采用子单元为圆锥或金字塔形的周期阵列结构。当微波辐射计定标源工作在液氮温度下时，其辐射口面会和空气发生强烈的对流并使得空气中的水汽凝结在定标源辐射体的表面，造成定标源输出量值的偏离。为了使微波辐射计定标源能够在低温下正常工作，国内外为辐射计定标源辐射体设计的微波窗都是利用聚苯乙烯制作的。因为低密度聚苯乙烯具有良好的绝热性能，且介电常数与空气比较接近，微波辐射计定标源辐射的信号可以顺利穿过聚苯乙烯制成的微波窗，但传导、对流和红外辐射等传热路径却几乎都被微波窗阻断。

目前国内外主要采用的微波窗制作技术有两种。第一种方式是在辐射计定标源的辐射体口面利用发泡技术直接形成聚苯乙烯层使得空气与辐射体表面不能接触；第二种方式是在辐射体上填充一些不规则形状的聚苯乙烯以隔离空气。第一种方式的缺点有以下两点：一是当发泡结构因各种原因需要打开时，需要更换整个发泡结构，造成不必要的浪费；二是由于微波辐射体为起伏剧烈的周期结构，发泡效果较难控制且发泡结果不易检验。第二种方式的缺点是填充效果不是很理想，难以将空气对流及传导的影响抑制到可以接受的水平。此外，上面两种填充方式形成的辐射计定标源输出口面都为平面形状。虽然聚苯乙烯的介电常数与空气比较接近，但平面结构的聚苯乙烯和辐射体相比也容易产生较大的反射。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种微波辐射计定标源微波窗，解决传统方式形成的微波窗在填充均匀性不够理想、通用性和灵活性不强以及发射率测量误差较大等方面的问题。

一种微波辐射计定标源微波窗，包括：锥形渐变阵列、锥形中空渐变阵列、紧固框体。

锥形中空渐变阵列由2×n个子单元组合而成。子单元为圆锥型或方锥型，采用相同立方体形状的聚苯乙烯加工而成，在子单元上面有一个与微波辐射体锥形尖劈成互补结构的半中空结构，微波辐射体锥形尖劈的一半置于其中。两个子单元拼在一起，与一个微波辐射体锥形尖劈构成完整互补结构，并且紧密接触。两个子单元拼在一起形成的锥形中空结构为圆锥形或金字塔形状。

锥形渐变阵列由一整块聚苯乙烯一体加工成型，外轮廓为矩形。其中锥形阵列一面向外，锥形渐变阵列的子单元为金字塔形状。锥形渐变阵列底面和锥形中空渐变阵列的上表面相接触。紧固框体由聚苯乙烯一体加工成型，为框体结构。紧固框体分别与锥形中空渐变阵列、锥形渐变阵列紧密接触。

工作时，将2×n个子单元排放在一起，形成锥形中空渐变阵列。将它们扣放在与之成互补结构的微波辐射体上面，覆盖具有2×n个尖劈的微波辐射体。锥形渐变阵列由一整块聚苯乙烯一体加工成型。其中，锥形阵列一面向外，锥形渐变阵列底面和锥形中空渐变阵列的上表面相接触。紧固框体由聚苯乙烯一体加工成型，把紧固框体套在锥形中空渐变阵列和锥形渐变阵列外面，起到加固和保温作用。由微波辐射体辐射出的亮温度信号，先经与之紧密接触的锥形中空渐变阵列，然后通过锥形渐变阵列后，最后到达被校辐射计的口面，从而完成辐射计校准。

本实用新型采用可以组合的锥形中空渐变阵列与微波辐射计定标源辐射体实现互补匹配，具有绝热效果好、组合方式灵活、通用性强的特点。本实用新型采用锥形渐变阵列作为微波辐射计定标源输出外口面，实现了由空气特性阻抗到聚苯乙烯特性阻抗的平滑过渡，可以有效降低辐射体反射系数的测量误差。

附图说明

图1  一种微波辐射计定标源微波窗的示意图；

图2  一种微波辐射计定标源微波窗的剖面图；

图3  一种微波辐射计定标源微波窗中锥形中空渐变阵列中一个子单元示意图。