[发明专利]一种应用于风廓线雷达的多波束赋形天线系统

说明书

本发明涉及一种应用于风廓线雷达的多波束赋形天线系统，包括赋形慧差修正透镜、馈源与射频开关IC控制电路，所述馈源包括波纹喇叭、过渡波导、弯波导与波导微带转换结构。馈源由射频开关IC控制切换，馈源照射赋形慧差修正透镜，产生±10°的波束偏转。与现有技术相比，本发明具有高增益、低副瓣、波束切换速度快、低成本等优点。

技术领域

本发明涉及天线、通信技术于雷达领域，尤其是涉及一种应用于风廓线雷达的多波束赋形天线。

背景技术

随着科学技术的快速发展，风廓线雷达对于诸多气象要素具有良好的探测性能，逐渐进入测风领域，风廓线雷达是利用大气湍流对电磁波的后向散射作用来获取各种大气要素数据，通过向高空（边界层以上）发射不同方向的电磁波束，接收并处理这些电磁波束因大气垂直结构不均匀而返回的信息来进行高空风场探测。

风廓线雷达属于应用于测风领域的新型雷达系统，其探测基础为雷达发射电磁波，探测大气湍流造成的电磁回波。风廓线雷达通常为四波束工作体制，东、西、南、北四个倾斜波束按顺序依次切换工作，采用双极化天线形式，每种极化负责两个波束的实现。通过测量不同波束指向上各个距离的多普勒速度，在大气水平均匀的天气条件下，用同一高度层上四个不同波束的多普勒速度联合求解，最终得到大气的三维风场其技术机制与多普勒雷达近似。

现有应用于风廓线雷达的天线大多为相控阵天线于抛物面天线，能满足以上风廓线雷达的相关技术指标

现在已有的高增益多波束天线存在以下缺陷：

1）现有的大多数相控阵天线大多采用大量的集成化收发芯片，整个天线系统的能耗过高，对整个雷达系统的散热要求极大。并且集成化的收发芯片，其隔离度较差，通常只能做到40 dB，这对于探测微弱信号的高灵敏度风廓线雷达是不适用的，面临成本高、功耗高，结构复杂的缺点

2）现有的基于抛物面形式的多波束天线加工精度要求高，剖面过大不利于与系统集成。

综上，现有的应用于风廓线雷达的天线系统面临结构复杂、成本高昂、制作复杂等缺点，难以满足风廓线雷达系统的实际需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于风廓线雷达的多波束赋形天线系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种应用于风廓线雷达的多波束赋形天线系统，包括赋形慧差修正透镜、馈源，所述馈源包括波纹喇叭、弯波导、过渡波导与波导微带转换结构，且所述馈源偏移赋形慧差修正透镜焦点放置，实现±10°的角度偏转。

进一步地，所述多波束赋形天线还包括射频开关IC控制电路，所述馈源由射频开关IC控制电路控制切换，照射赋形慧差修正透镜向自由空间辐射和接收电磁波。

进一步地，所述波纹喇叭安装在所述弯波导的一端，所述弯波导的另一端连接所述过渡波导，所述过渡波导远离所述弯波导的一端连接有短路波导，在所述过渡波导和所述短路波导之间设置有所述波导微带转换结构。

进一步地，所述波纹喇叭为直槽波纹喇叭。

进一步地，所述过渡波导为矩形波导。

进一步地，所述过渡波导靠近所述短路波导的一端为WR42标准波导口。

进一步地，所述波导微带转换结构包括微带线、介质基板，所述微带线为微带探针与多段微带阻抗匹配线。

进一步地，所述馈源的数量为四套，中心位于赋形慧差修正透镜的焦点处，产生波束偏转角度为±10°的四波束。

进一步地，所述赋形慧差修正透镜为圆形分区零慧差透镜。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：