專利名稱：一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定標(biāo)源微波窗，特別是一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗。
背景技術(shù)：
隨著我國以高分辨率對地觀測、探月工程為代表的重大航天科技工程的陸續(xù)展開，大量微波輻射計(jì)被搭載于“風(fēng)云三號”、“海洋二號”、“嫦娥一號”、“嫦娥二號”等星基平臺之上，實(shí)現(xiàn)了我國微波被動遙感由科學(xué)試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)應(yīng)用型的跨越。微波輻射計(jì)實(shí)質(zhì)上是一種被動接收自然界物體溫度輻射的高靈敏度接收機(jī)。由于微波本身具有穿透云層、霧、小雨、植被和土壤的能力，因此微波輻射計(jì)具有其他頻段遙感設(shè)備，如光學(xué)、紅外遙感設(shè)備所不可替代的探測能力。
基于微波輻射計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所處環(huán)境及應(yīng)用目的，目前國內(nèi)外幾乎所有業(yè)務(wù)應(yīng)用型星載微波輻射計(jì)都需要經(jīng)過多輪次定標(biāo)才能夠保證其遙感數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。輻射計(jì)定標(biāo)源是對輻射計(jì)進(jìn)行定標(biāo)的裝置。它可以提供標(biāo)準(zhǔn)信號用來校準(zhǔn)輻射計(jì)的精度、靈敏度、線性度和穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)外使用的絕大多數(shù)微波輻射計(jì)定標(biāo)源都采用子單元為圓錐或金字塔形的周期陣列結(jié)構(gòu)。當(dāng)微波輻射計(jì)定標(biāo)源工作在液氮溫度下時，其輻射口面會和空氣發(fā)生強(qiáng)烈的對流并使得空氣中的水汽凝結(jié)在定標(biāo)源輻射體的表面，造成定標(biāo)源輸出量值的偏離。為了使微波輻射計(jì)定標(biāo)源能夠在低溫下正常工作，國內(nèi)外為輻射計(jì)定標(biāo)源輻射體設(shè)計(jì)的微波窗都是利用聚苯乙烯制作的。因?yàn)榈兔芏染郾揭蚁┚哂辛己玫慕^熱性能，且介電常數(shù)與空氣比較接近，微波輻射計(jì)定標(biāo)源輻射的信號可以順利穿過聚苯乙烯制成的微波窗，但傳導(dǎo)、對流和紅外輻射等傳熱路徑卻幾乎都被微波窗阻斷。目前國內(nèi)外主要采用的微波窗制作技術(shù)有兩種。第一種方式是在輻射計(jì)定標(biāo)源的輻射體口面利用發(fā)泡技術(shù)直接形成聚苯乙烯層使得空氣與輻射體表面不能接觸；第二種方式是在輻射體上填充一些不規(guī)則形狀的聚苯乙烯以隔離空氣。第一種方式的缺點(diǎn)有以下兩點(diǎn)一是當(dāng)發(fā)泡結(jié)構(gòu)因各種原因需要打開時，需要更換整個發(fā)泡結(jié)構(gòu)，造成不必要的浪費(fèi)；二是由于微波輻射體為起伏劇烈的周期結(jié)構(gòu)，發(fā)泡效果較難控制且發(fā)泡結(jié)果不易檢驗(yàn)。第二種方式的缺點(diǎn)是填充效果不是很理想，難以將空氣對流及傳導(dǎo)的影響抑制到可以接受的水平。此外，上面兩種填充方式形成的輻射計(jì)定標(biāo)源輸出口面都為平面形狀。雖然聚苯乙烯的介電常數(shù)與空氣比較接近，但平面結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯和輻射體相比也容易產(chǎn)生較大的反射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種微波福射計(jì)定標(biāo)源微波窗，解決傳統(tǒng)方式形成的微波窗在填充均勻性不夠理想、通用性和靈活性不強(qiáng)以及發(fā)射率測量誤差較大等方面的問題。—種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗，包括錐形漸變陣列、錐形中空漸變陣列、緊固框體。
錐形中空漸變陣列由2Xn個子單元組合而成。子單元為圓錐型或方錐型，采用相同立方體形狀的聚苯乙烯加工而成，在子單元上面有一個與微波輻射體錐形尖劈成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的半中空結(jié)構(gòu)，微波輻射體錐形尖劈的一半置于其中。兩個子單元拼在一起，與一個微波輻射體錐形尖劈構(gòu)成完整互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，并且緊密接觸。兩個子單元拼在一起形成的錐形中空結(jié)構(gòu)為圓錐形或金字塔形狀。錐形漸變陣列由一整塊聚苯乙烯一體加工成型，外輪廓為矩形。其中錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列的子單元為金字塔形狀。錐形漸變陣列底面和錐形中空漸變陣列的上表面相接觸。緊固框體由聚苯乙烯一體加工成型，為框體結(jié)構(gòu)。緊固框體分別與錐形中空漸變陣列、錐形漸變陣列緊密接觸。工作時，將2Xn個子單元排放在一起，形成錐形中空漸變陣列。將它們扣放在與之成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的微波輻射體上面，覆蓋具有2Xn個尖劈的微波輻射體。錐形漸變陣列由一整塊聚苯乙烯一體加工成型。其中，錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列底面和錐形中空漸變陣列的上表面相接觸。緊固框體由聚苯乙烯一體加工成型，把緊固框體套在錐形中空漸變陣列和錐形漸變陣列外面，起到加固和保溫作用。由微波輻射體輻射出的亮溫度信號，先經(jīng)與之緊密接觸的錐形中空漸變陣列，然后通過錐形漸變陣列后，最后到達(dá)被校輻射計(jì)的口 面，從而完成輻射計(jì)校準(zhǔn)。本發(fā)明采用可以組合的錐形中空漸變陣列與微波輻射計(jì)定標(biāo)源輻射體實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)匹配，具有絕熱效果好、組合方式靈活、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本發(fā)明采用錐形漸變陣列作為微波輻射計(jì)定標(biāo)源輸出外口面，實(shí)現(xiàn)了由空氣特性阻抗到聚苯乙烯特性阻抗的平滑過渡，可以有效降低輻射體反射系數(shù)的測量誤差。


圖I 一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗的示意 圖2 —種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗的剖面 圖3 —種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗中錐形中空漸變陣列中一個子單元示意圖。I.錐形漸變陣列2.錐形中空漸變陣列3.緊固框體。
具體實(shí)施例方式一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗，包括錐形漸變陣列I、錐形中空漸變陣列2、緊固框體3。錐形中空漸變陣列2由2Xn個子單元組合而成。子單元為圓錐型或方錐型，采用相同立方體形狀的聚苯乙烯加工而成，在子單元上面有一個與微波輻射體錐形尖劈成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的半中空結(jié)構(gòu)，微波輻射體錐形尖劈的一半置于其中。兩個子單元拼在一起，與一個微波輻射體錐形尖劈構(gòu)成完整互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，并且緊密接觸。兩個子單元拼在一起形成的錐形中空結(jié)構(gòu)為圓錐形或金字塔形狀。錐形漸變陣列I由一整塊聚苯乙烯一體加工成型，外輪廓為矩形。其中錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列I的子單元為金字塔形狀。錐形漸變陣列I底面和錐形中空漸變陣列2的上表面相接觸。緊固框體3由聚苯乙烯一體加工成型，為框體結(jié)構(gòu)。緊固框體3分別與錐形中空漸變陣列2、錐形漸變陣列I緊密接觸。
工作時，將2Xn個子單元排放在一起，形成錐形中空漸變陣列2。將它們扣放在與之成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的微波輻射體上面，覆蓋具有2Xn個尖劈的微波輻射體。錐形漸變陣列I由 一整塊聚苯乙烯一體加工成型。其中，錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列I底面和錐形中空漸變陣列2的上表面相接觸。緊固框體3由聚苯乙烯一體加工成型，把緊固框體3套在錐形中空漸變陣列2和錐形漸變陣列I外面，起到加固和保溫作用。由微波輻射體輻射出的亮溫度信號，先經(jīng)與之緊密接觸的錐形中空漸變陣列2，然后通過錐形漸變陣列I后，最后到達(dá)被校輻射計(jì)的口面，從而完成輻射計(jì)校準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗，其特征在于包括錐形漸變陣列(I)、錐形中空漸變陣列(2)、緊固框體(3); 錐形中空漸變陣列(2)由2Xn個子單元組合而成；子單元為圓錐型或方錐型，采用相同立方體形狀的聚苯乙烯加工而成，在子單元上面有一個與微波輻射體錐形尖劈成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的半中空結(jié)構(gòu)，微波輻射體錐形尖劈的一半置于其中；兩個子單元拼在一起，與一個微波輻射體錐形尖劈構(gòu)成完整互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，并且緊密接觸；兩個子單元拼在一起形成的錐形中空結(jié)構(gòu)為圓錐形或金字塔形狀； 錐形漸變陣列(I)由一整塊聚苯乙烯一體加工成型，外輪廓為矩形；其中錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列(I)的子單元為金字塔形狀；錐形漸變陣列(I)底面和錐形中空漸變陣列(2)的上表面相接觸；緊固框體(3)由聚苯乙烯一體加工成型，為框體結(jié)構(gòu)；緊固框體(3)分別與錐形中空漸變陣列(2)、錐形漸變陣列(I)緊密接觸； 工作時，將2Xn個子單元排放在一起，形成錐形中空漸變陣列(2);將它們扣放在與之成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的微波輻射體上面，覆蓋具有2Xn個尖劈的微波輻射體；錐形漸變陣列(I)由一整塊聚苯乙烯一體加工成型；其中，錐形陣列一面向外，錐形漸變陣列(I)底面和錐形中空漸變陣列(2)的上表面相接觸；緊固框體(3)由聚苯乙烯一體加工成型，把緊固框體(3)套在錐形中空漸變陣列(2)和錐形漸變陣列(I)外面，起到加固和保溫作用；由微波輻射體輻射出的亮溫度信號，先經(jīng)與之緊密接觸的錐形中空漸變陣列(2)，然后通過錐形漸變陣列(I)后，最后到達(dá)被校輻射計(jì)的口面，從而完成輻射計(jì)校準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波輻射計(jì)定標(biāo)源微波窗，包括錐形漸變陣列(1)、錐形中空漸變陣列(2)、緊固框體(3)。錐形中空漸變陣列(2)由2×n個子單元組合而成；錐形漸變陣列(1)由一整塊聚苯乙烯一體加工成型；緊固框體(3)由聚苯乙烯一體加工成型。將2×n個子單元排放在一起，形成錐形中空漸變陣列(2)，由微波輻射體輻射出的亮溫度信號，先經(jīng)與之緊密接觸的錐形中空漸變陣列(2)，然后通過錐形漸變陣列(1)后，最后到達(dá)被校輻射計(jì)的口面，從而完成輻射計(jì)校準(zhǔn)。本發(fā)明具有絕熱效果好、組合方式靈活、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)；且實(shí)現(xiàn)了由空氣特性阻抗到聚苯乙烯特性阻抗的平滑過渡，可以有效降低輻射體反射系數(shù)的測量誤差。
文檔編號G01R35/00GK102809737SQ20121027300
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者程春悅, 陳晉龍, 翟宏, 吳春柏 申請人:中國航天科工集團(tuán)第二研究院二〇三所