[发明专利]一种毫米波辐射计线性度的测量装置和方法

说明书

本发明的一个实施例公开了一种毫米波辐射计线性度的测量装置和方法，该装置包括：控制装置、辐射计、极化栅网、可移动金属板、冷参考负载和热参考负载，其中，所述控制装置用于控制辐射计的位置和角度，所述极化栅网用于反射或透射噪声极化分量，所述可移动金属板用于反射噪声极化分量，所述冷参考负载和热参考负载用于提供不同温度的噪声。

技术领域

本发明涉及毫米波测量领域。更具体地，涉及一种毫米波辐射计线性度的测量装置和方法。

背景技术

辐射计是一种接收热辐射噪声的装置，由天线和高灵敏度接收机组成。线性度是辐射计的关键技术指标之一。传统的毫米波辐射计线性度测量方式有两种：第一种是冷噪声源结合衰减器的方法，第二种是宽口径变温定标源法。第一种方法是在辐射计接收机端口进行线性度测量，第二种方法是在辐射计天线端口进行测量。由于毫米波辐射计天线通常为无源天线，不会改变辐射计的线性度，因此在接收机端口和在天线端口测量线性度实际上是等效的。

第一种方法的缺陷有：(1)随着频率提高，受冷噪声源内部传输线衰减的影响，冷噪声源输出的最低噪声被不断抬高；衰减器的插入损耗也不断增大，导致衰减器输出的最低噪声也被不断抬高，最终造成输出噪声的动态范围较小，无法覆盖被测辐射计动态范围。对于300GHz工作频率点的辐射计，即使冷噪声源的输出噪声温度为90K，经过衰减器后的最低输出噪声温度也将超过170K，而辐射计需要的最低输入噪声温度一般为100K以下。(2)毫米波衰减器与冷噪声源之间有物理连接，冷噪声源的物理温度在零下180℃以下，会导致衰减器部分结构的温度低于室温甚至结露，造成衰减量值不准及辐射计线性度测量误差；(3)一些用途的辐射计接收机接口不是标准的传输线接口，会造成测试时连接困难。综上，第一种方法的主要问题是随频率增加会压缩衰减器输出亮温度的动态范围，无法满足辐射计线性度测量中动态范围内要求。

第二种方法中，辐射计与宽口径可变温度辐射源之间无物理接触，不会引入上面第(3)种影响；由于是在空间测量，不需要使用波导连接件，因此第(1)和(2)种影响也可以忽略。第二种方法的主要缺点是需要改变宽口径辐射源的物理温度。通常辐射计线性度测量中测量点的间隔为10K～15K，加上稳定时间每变一个温度点需要45分钟～60分钟，测量辐射计线性度需要十个频率点以上。因此第二种方法的主要问题是测试时间过长。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个实施例提供一种毫米波辐射计线性度的测量装置，包括：

控制装置、辐射计、极化栅网、可移动金属板、冷参考负载和热参考负载，其中，

所述控制装置用于控制辐射计的位置和角度，

所述极化栅网用于反射或透射噪声极化分量，

所述可移动金属板用于反射噪声极化分量，

所述冷参考负载和热参考负载用于提供不同温度的噪声。

在一个具体实施例中，所述控制装置包括：

旋转台和位移台，

所述旋转台用于改变辐射计的接收角度，

位移台用于改变辐射计的水平位置。

在一个具体实施例中，所述冷参考负载平行于地面，热参考负载垂直于地面，且装载有热参考负载的支撑框架和装载有冷参考的支撑框架夹角为直角，

所述装载有冷参考负载的支撑框架、装载有热参考负载的支撑框架和可移动挡板呈U型，

所述极化栅网的线栅方向平行于装载有冷参考负载的支撑框架、装载有热参考负载的支撑框架和可移动挡板。

在一个具体实施例中，在第一工作模式下，

所述辐射计载有天线的轴线对准热参考负载的中心，并与所述旋转台的轴线一致；