專利名稱：一種遠(yuǎn)距離毫米波傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及遠(yuǎn)距離毫米波的傳輸，特別是一種低損耗的遠(yuǎn)距離毫米波傳輸裝置，屬微波和準(zhǔn)光學(xué)領(lǐng)域。
在四十年代微波技術(shù)發(fā)展時期，主要有兩種結(jié)構(gòu)形式的傳輸線同軸線和矩形金屬波導(dǎo)?，F(xiàn)有毫米波傳輸線有些是微波傳輸線可以應(yīng)用在毫米波的，如矩形金屬波導(dǎo)、微帶線等。有些則是新興的專為傳輸毫米波設(shè)計的鰭線、介質(zhì)鏡象波導(dǎo)等。矩形金屬波導(dǎo)是人們非常熟悉的傳輸線，但這種傳輸線在高頻應(yīng)用時，插入損耗很大，增加波導(dǎo)高度的大尺寸波導(dǎo)雖然可以減小衰減，但高次模也相應(yīng)出現(xiàn)。在毫米波的低頻端，微帶線是一種傳輸線的結(jié)構(gòu)形式，但隨著使用頻率的提高，損耗顯著增加，激勵并產(chǎn)生沿介質(zhì)基片傳輸?shù)谋砻娌?。微帶在彎曲和不連續(xù)處極易產(chǎn)生輻射。微帶線的尺寸隨頻率提高而減小，受加工容許公差限制，不適合使用在毫米波高端。槽線與微帶在結(jié)構(gòu)上是互補(bǔ)電路，在毫米波低頻端也可作為傳輸線應(yīng)用，但它的損耗與微帶差不多，品質(zhì)因素也比較低，不適合用于毫米波高頻端。鰭線是用矩形波導(dǎo)屏蔽的槽線，或是放置介質(zhì)片的脊波導(dǎo)，僅可以在毫米波的低頻端應(yīng)用，屏蔽殼的機(jī)械加工遇到了與金屬波導(dǎo)同樣的困難，介質(zhì)鏡象波導(dǎo)由矩形介質(zhì)波導(dǎo)演變而來，但要使場集中，介質(zhì)損耗又要增加，再加上導(dǎo)體損耗就使總損耗很高。因此，現(xiàn)有的毫米波傳輸線有些只能在毫米波低頻端應(yīng)用，有些雖能在毫米波高頻端使用，但卻損耗很大，例如銀矩形波導(dǎo)中TE10型波在頻率為300GHz時的衰減為13dB/米，這種傳輸線雖然能在幾厘米長的饋線中使用，但如果應(yīng)用于射電干涉儀或綜合孔徑陣中，卻是很不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楦叻直媛实木C合孔徑陣間距一般都在數(shù)百米，甚至數(shù)千米，單就傳輸線損耗一項(xiàng)而言，就高達(dá)1300dB以上。這種衰減是不可想象的。
本實(shí)用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有毫米波傳輸線損耗大，因而不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，提供一種橢球反射器，采用空間傳輸電磁波的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離低損耗毫米波傳輸。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)在于，改變現(xiàn)有用傳輸線導(dǎo)體來引導(dǎo)電磁波傳播的方式，而用橢球截面體制成橢球反射器以及與相應(yīng)的輻射器和接收器配合傳播電磁波能量，具體結(jié)構(gòu)是設(shè)置一個離地面一定高度的橢球截面體，在橢球的一個焦點(diǎn)位置上安放信號輻射器，在橢球的另一個焦點(diǎn)位置上安放接收器，輻時器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合，接收器的軸線與橢球截面體的中心反射線重合，輻射器軸線，接收器軸線與橢球截面體中心入射線及反射線在同一水平面內(nèi)。輻射器和接收器均為電磁喇叭。
附圖及實(shí)施例

圖1為本實(shí)用新型傳輸裝置示意圖；圖2、3為橢球截面的截取方式。
圖1中，橢球體有二個焦點(diǎn)f1、f2，位于信號輻射源一方的輻射器1安放在橢球體的一個焦點(diǎn)位置上，其發(fā)出的電磁波向橢球截面體2輻射，到達(dá)橢球截面體后被反射并聚焦至橢球體另一個焦點(diǎn)位置上的接收器3接收，完成電磁波在空間的傳輸過程。整個裝置的安裝參數(shù)選擇是首先根據(jù)毫米波信號需傳輸?shù)木嚯xL選擇接收器至橢球截面體中心的距離為，然后選擇接收器的口徑Dr及長度H，再根據(jù)接收器口徑Dr和長度H以及傳輸距離L決定橢球截面體的口徑De、Dh，再定出橢球截面體中心至輻射器的距離d，由此可決定輻射器的口徑和長度。本實(shí)施例取L=105米，d=3米，De=2.5米，Dh=2.9米。
橢球截面在橢球上的部位可根據(jù)需要截取，圖2、3為二個不同部位截面。截取部位雖不同，但橢球的焦點(diǎn)f1、f2位置是不變的，即輻射的與接收器的安放位置一定。橢球截面上的每一部分都可將焦點(diǎn)發(fā)生的球面波聚焦至另一焦點(diǎn)的球面波。把輻射器和接收器的軸線對準(zhǔn)橢球截面反射器的中心，可提高效率。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有毫米波傳輸線相比，有以下優(yōu)點(diǎn)及效果1、本實(shí)用新型的毫米波傳輸損耗極低，一百米長的傳輸損失僅為1～2dB，而現(xiàn)有毫米波傳輸線的傳輸損耗高達(dá)13dB/米。
2、在射電干涉儀以及綜合孔徑陣中，單元天線與接收機(jī)相距幾十甚至幾千米的距離。現(xiàn)有毫米波傳輸線的傳輸損耗就高達(dá)幾十分貝，因而在射電干涉儀以及綜合孔徑陣中，現(xiàn)有毫米波傳輸線的應(yīng)用是完全不現(xiàn)實(shí)的。而本實(shí)用新型的毫米波傳輸損耗卻很低，完全可以實(shí)用于射電干涉儀和綜合孔徑陣中，進(jìn)行遠(yuǎn)距離毫米波傳輸。
3、本實(shí)用新型的傳輸頻帶基本上沒有限制，而現(xiàn)有傳輸線的頻帶寬度不到二個倍頻程，脊形波導(dǎo)的頻帶也只能達(dá)到幾個倍頻程。
4、本實(shí)用新型傳輸電磁波時，沒有截止波長；而現(xiàn)有傳輸線在傳輸電磁波時，則與傳輸?shù)男盘柌ㄩL有關(guān)，具有截止波長，只有工作波長小于傳輸線的截止波長的電磁波才能在傳輸線中傳輸。
權(quán)利要求1．一種遠(yuǎn)距離毫米波的傳輸裝置，其特征是改變現(xiàn)有用傳輸線導(dǎo)體引導(dǎo)電磁波傳播的方式，用橢球截面體制成橢球反射器以及與相應(yīng)的輻射器和接收器配合傳播電磁波能量，具體結(jié)構(gòu)是設(shè)置一個離地面一定高度的橢球截面體，在橢球的一個焦點(diǎn)位置上安放信號輻射器、在橢球的另一個焦點(diǎn)位置上安放接收器，輻射器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合，接收器的軸線與橢球體截面的中心反射線重合，輻射器軸線、接收器軸線與橢球體截面中心入射線及反射線在同一水平面內(nèi)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遠(yuǎn)距離毫米波的傳輸裝置，其特征是輻射器和接收器均為電磁喇叭。
專利摘要本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有毫米波傳輸線損耗大,因而不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)娜秉c(diǎn),提供一種橢球反射器,采用空間傳輸電磁波的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離低損耗毫米波傳輸。具體結(jié)構(gòu)是:設(shè)置一個離地面一定高度的橢球截面體,在橢球的一個焦點(diǎn)位置上安放信號輻射器,在橢球的另一個焦點(diǎn)位置上安放接收器,輻射器的軸線與橢球體截面的中心入射線重合,接收器的軸線與橢球體截面的中心反射線重合,輻射器軸線、接收器軸線與橢球體截面中心入射線及反射線在同一水平面內(nèi)。
文檔編號H04B10/02GK2324709SQ98226478
公開日1999年6月16日 申請日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月15日
發(fā)明者殷興輝 申請人:中國科學(xué)院南京紫金山天文臺