[发明专利]一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线

摘要

本发明公开了一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，包括：和差通道射频接口(1)和卡塞格伦天线(5)，还包括：准光和差网络(3)、波束波导(4)和馈电网络(2)。通过采用准光和差网络(3)和波束波导(4)，利用金属反射面以及介质透镜等器件对电磁波束的汇聚与引导，实现电磁波信号在自由空间的传输与变换，相比于传统的波导传输，克服了太赫兹波段波导传输器件损耗大、功率容量低的缺点。 1

主权项

1.一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，包括：和差通道射频接口(1)和卡塞格伦天线(5)，其特征在于还包括：准光和差网络(3)、波束波导(4)和馈电网络(2)；

和差通道射频接口(1)包括：和通道信号发射口∑_Tx、和通道信号接收口∑_Rx、方位向差通道信号接收口Δ_a和俯仰向差通道信号接收口Δ_e；

馈电网络(2)包括：球面薄透镜L#1、球面薄透镜L#2、球面薄透镜L#3、球面薄透镜L#4、椭球面反射镜M#1、椭球面反射镜M#2、椭球面反射镜M#5、椭球面反射镜M#6、平面反射镜M#3、平面反射镜M#4、金属线栅P、法拉第旋转器F；

方位向差通道信号接收口Δ_a置于L#1前端，方位向差通道信号接收口Δ_a与L#1之间的距离大于L#1的焦距；准光和差网络(3)的方位向差端口Δ_x出射光进入M#3，M#3的出射光进入M#2，M#2置于L#1的入射束腰位置；

和通道信号发射口∑_Tx置于L#2前端，M#1置于L#2的出射束腰位置，M#1的出射光穿过金属线栅P，入射到法拉第旋转器F，法拉第旋转器F对入射光进行45°旋转后，入射到M#5上，M#5的出射光进入M#4，M#4的出射光进入准光和差网络(3)的和端口Σ；

和通道信号接收口∑_Rx置于L#3前端，和通道信号接收口∑_Rx与L#3之间的距离大于L#3的焦距；准光和差网络(3)的和端口Σ出射光进入M#4，M#4的出射光进入M#5，M#5的出射光进入法拉第旋转器F，法拉第旋转器F对入射光进行45°旋转后，出射光进入金属线栅P，金属线栅P将入射光反射到L#3；

俯仰向差通道信号接收口Δ_e置于L#4前端，俯仰向差通道信号接收口Δ_e与L#4之间的距离大于L#4的焦距；准光和差网络(3)的俯仰向差端口Δ_y出射光进入M#4，M#4的出射光进入M#6，M#6置于L#4的入射束腰位置；

波束波导(4)包括：二次曲面反射镜M11、二次曲面反射镜M12、二次曲面反射镜M2、二次曲面反射镜M3、二次曲面反射镜M41、二次曲面反射镜M42、二次曲面反射镜M5和二次曲面反射镜M6；

准光和差网络(3)I端口与II端口出射光分别入射到M11和M12；M11出射光入射到M2，M2出射光入射到M3，M3出射光入射到M41；M12出射光入射到M5，M5出射光入射到M6，M6出射光入射到M42；

M41出射光和M42出射光均入射到卡塞格伦天线(5)馈电口。

2.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的和通道信号发射口∑_Tx为：圆锥波纹喇叭或对角喇叭。

3.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的和通道信号接收口∑_Rx为：圆锥波纹喇叭或对角喇叭。

4.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的方位向差通道信号接收口Δ_a为：圆锥波纹喇叭或对角喇叭。

5.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的俯仰向差通道信号接收口Δ_e为：圆锥波纹喇叭或对角喇叭。

6.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的二次曲面反射镜为：椭球面反射镜或抛物面反射镜。

7.根据权利要求1或6所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的二次曲面反射镜的表面镀金、镀银或镀铝。

8.根据权利要求1或6所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于所述的椭球面反射镜的表面镀金、镀银或镀铝。

9.根据权利要求1所述的一种适用于太赫兹波段的单脉冲卡塞格伦天线，其特征在于，单脉冲卡塞格伦天线的工作内容为：

发射时，和通道信号发射口∑_Tx将入射太赫兹波信号以高斯波束形式辐射进入馈电网络(2)，通过馈电网络(2)实现波束的传输与变换，耦合进入准光和差网络(3)的和端口Σ，通过准光和差网络(3)内部场的变换，在准光和差网络(3)I端口和II端口输出等幅同相两路信号，经过波束波导(4)传输到达卡塞格伦天线(5)的馈电口，两路信号同相相加，形成发射和波束信号，并通过卡塞格伦天线(5)将和波束信号辐射出去；

接收时，回波信号通过卡塞格伦天线(5)接收汇聚后，通过波束波导(4)传输与变换，形成两路信号分别加到准光和差网络(3)的I端口和II端口，通过准光和差网络(3)内部场的变换，在准光和差网络(3)的和端口Σ，完成两路信号的同相相加，形成接收和波束信号，通过馈电网路输出到和通道信号接收口∑_Rx，并最终进入雷达接收机前端；同时，在准光和差网络(3)的方位向差端口Δ_x，两路信号反相相加，形成方位向差波束信号，通过馈电网路输出到方位向差通道信号接收口Δ_a，并最终进入雷达接收机前端；同理，在准光和差网络(3)的俯仰向差端口Δ_y，两路信号反相相加，形成俯仰向差波束信号，通过馈电网路输出到俯仰向差通道信号接收口Δ_e，并最终进入雷达接收机前端。