专利名称：一种宽频段微波/红外信号分束探测方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明属于微波/红外双模信号分束探测和半实物仿真技术领域，涉及一种宽频 段微波/红外信号分束探测方法与装置。
背景技术：
多波段信号探测是当今信息处理、目标图像处理与识别等方面的热点研究课题， 在军用、民用领域具有重要的作用和意义。微波/红外信号探测是多波段探测的一种，是实 现微波/红外双模信号探测和半实物仿真的关键技术之一。在微波/红外双模复合模式 中，微波具有探测距离远、工作频段宽、角度大的优点，而红外成像具有精确目标识别能力、 精度高、可全天候工作的优点，因此微波/红外双模复合技术在远距离工作时采用微波探 测、近距离转换为红外成像，使其具有探测距离远、工作频段宽、精度高、抗干扰能力强的综 合性能；与此同时，微波/红外双模复合模式的半实物仿真具有节省试验成本和缩短试验 周期等优点，因而针对微波/红外双模复合模式以及相应的半实物仿真试验系统已成为世 界研究的热点。微波/红外双模复合模式的半实物仿真系统一般由微波/红外分束器、微波接收 器和红外探测器组成，其中分束器是该半实物仿真的关键器件之一，用于将微波和红外信 号分束，从而实现微波和红外双模信号探测。目前，微波/红外分束器主要采用红外反射膜 等技术实现对波段相差很大的双色光谱信号的分束探测。现有的红外反射膜微波/红外分束器的原理是采用透射微波和反射红外的方法 来实现微波/红外双模信号的分束，然而这种分束器对微波信号和红外信号的工作波长具 有严格的依赖性，而且微波/红外信号的工作带宽均比较窄，因而均具有一定局限性，所以 均难以实现宽频段微波/红外双模信号的分束探测。

发明内容
本发明针对微波/红外信号分束探测技术中存在的问题，设计一种实现宽频段微 波/红外信号分束探测方法和装置，该方法装置能将反射的宽频段微波信号和透射的宽波 段红外信号进行耦合，以期实现宽频段微波和红外双模信号的分束探测。本发明的思想是利用高透光率金属网栅高通的宽频滤波特性，通过将反射的微波 信号和透射的红外信号进行分束，进而将微波/红外双模信号分束探测。本发明的技术方案是设计一种微波/红外信号分束探测方法与装置。一种宽频段 微波/红外信号分束探测方法，利用金属网栅分束器反射微波信号并透射红外信号，将微 波和红外双模耦合信号分束，反射的微波信号进入微波接收器进行探测，同时透射的红外 信号进入红外探测器进行探测，实现微波和红外双模耦合信号的分束探测。一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，包括红外探测器、微波接收器，在微波 /红外双模耦合信号的光轴上倾斜45°配置金属网栅分束器，红外探测器配置在金属网栅 分束器的正后方，且红外探测器的轴线与微波/红外双模耦合信号的光轴重合，微波接收器配置在金属网栅分束器的正下方，且微波接收器的轴线与微波/红外双模耦合信号的光 轴垂直；金属网栅分束器包括红外基底、金属铬或金属钛粘结层和金属网栅薄膜，其中金属 铬或金属钛粘结层位于红外基底与金属网栅薄膜之间，金属网栅薄膜在垂直极化方向的周 期大于平行极化方向的周期，且垂直极化方向和平行极化方向的周期均小于微波最小波长 的二分之一。在红外基底和金属网栅薄膜的外表面上分别镀有红外增透膜。金属网栅薄膜的材料为导电率良好的纯质金属或合金，纯质金属包括金、银、铜、
ρ O金属网栅薄膜的金属线的厚度大于200nm。金属网栅薄膜的线宽小于20 μ m。本发明具有如下新颖性和显著效果1.本发明充分利用金属网栅的宽频段高通的滤波机理，金属网栅对宽频段微波具 有强反射作用，同时对宽波段红外信号具有高透射的优点，因此将反射微波信号和透射红 外信号进行分束，从而实现了微波/红外双模信号的分束探测和半实物仿真验证。这是基 于金属网栅分束器实现宽频段微波/红外信号分束探测方法和装置区别于现有方法与装 置的新颖性和显著效果之一。2.本发明针对微波倾斜入射时不同极化下反射率的差异，优先选用的金属网栅分 束器，特征是金属网栅薄膜在垂直极化方向的周期大于平行极化方向的周期，且垂直极化 方向和平行极化方向的周期均小于微波最小波长的二分之一，从而保证垂直极化方向和平 行极化方向上微波反射率的一致。这是基于金属网栅分束器器实现宽频段微波/红外信号 分束探测方法和装置区别于现有方法与装置的新颖性和显著效果之二。


图1为本发明所述一种宽频段微波/红外信号分束探测装置的结构示意图。图2为本发明所述金属网栅分束器的结构示意图。图3为本发明所述金属网栅薄膜结构示意图。图中件号1为金属网栅分束器，2为红外探测器，3为微波接收器，4为红外基底， 5为金属铬或金属钛粘结层，6为金属网栅薄膜。
具体实施例方式下面参照附图和优选实施例对本发明进行进一步的描述。本发明实施以12 18GHz微波信号和10 12 μ m红外信号的分束探测方法和装 置为例，研究宽波段微波/红外信号分束探测方法和装置。本发明实施例子中，一种宽频段微波/红外信号分束探测方法，利用金属网栅分 束器反射微波信号并透射红外信号，将微波和红外双模耦合信号分束，反射的微波信号进 入微波接收器进行探测，同时透射的红外信号进入红外探测器进行探测，实现微波和红外 双模耦合信号的分束探测。一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，包括红外探测器2、微波接收器3，在微 波/红外双模耦合信号的光轴上倾斜45°配置金属网栅分束器1，红外探测器2配置在金
4属网栅分束器1的正后方，且红外探测器2的轴线与微波/红外双模耦合信号的光轴重合，微波接收器3配置在金属网栅分束器1的正下方，且微波接收器3的轴线与微波/红外双 模耦合信号的光轴垂直；金属网栅分束器1包括红外基底4、金属铬粘结层5和金属网栅薄 膜6，其中金属铬粘结层5位于红外基底4与金属网栅薄膜6之间，金属网栅薄膜6在垂直 极化方向的周期大于平行极化方向的周期，且垂直极化方向和平行极化方向的周期均小于 微波最小波长的二分之一。在红外基底4和金属网栅薄膜6的外表面上分别镀有红外增透膜。金属网栅薄膜6的材料为铝。金属网栅薄膜6的金属线的厚度为500nm。金属网栅薄膜6的线宽为11 μ m。使用方法将宽频段微波/红外双模耦合信号入射到金属网栅分束器1上，金属网 栅分束器1反射微波信号并透射红外信号，实现宽频段微波/红外双模耦合信号的分束，反 射的微波信号进入微波接收器3进行探测，透射的红外信号进入红外探测器2进行探测，从 而实现宽波段微波/红外信号分束探测。
权利要求
一种宽频段微波/红外信号分束探测方法，其特征在于利用金属网栅分束器反射微波信号并透射红外信号，将微波和红外双模耦合信号分束，反射的微波信号进入微波接收器进行探测，同时透射的红外信号进入红外探测器进行探测，实现微波和红外双模耦合信号的分束探测。
2.一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，包括红外探测器(2)、微波接收器(3)，其 特征在于在微波/红外双模耦合信号的光轴上倾斜45°配置金属网栅分束器(1)，红外探 测器(2)配置在金属网栅分束器(1)的正后方，且红外探测器(2)的轴线与微波/红外双 模耦合信号的光轴重合，微波接收器(3)配置在金属网栅分束器(1)的正下方，且微波接收 器(3)的轴线与微波/红外双模耦合信号的光轴垂直；金属网栅分束器(1)包括红外基底 (4)、金属铬或金属钛粘结层(5)和金属网栅薄膜(6)，其中金属铬或金属钛粘结层(5)位于 红外基底(4)与金属网栅薄膜(6)之间，金属网栅薄膜(6)在垂直极化方向的周期大于平 行极化方向的周期，且垂直极化方向和平行极化方向的周期均小于微波最小波长的二分之ο
3.根据权利要求2所述的一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，其特征在于在红 外基底(4)和金属网栅薄膜(6)的外表面上分别镀有红外增透膜。
4.根据权利要求2所述的一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，其特征在于金属 网栅薄膜(6)的材料为导电率良好的纯质金属或合金，纯质金属包括金、银、铜、铝。
5.根据权利要求2所述的一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，其特征在于金属 网栅薄膜(6)的金属线的厚度大于200nm。
6.根据权利要求2所述的一种宽频段微波/红外信号分束探测装置，其特征在于金属 网栅薄膜(6)的线宽小于20 μ m。
全文摘要
一种宽频段微波/红外信号分束探测方法和装置属于微波/红外双模信号分束探测和半实物仿真技术领域，利用金属网栅分束器反射微波信号并透射红外信号，实现将微波和红外双模耦合信号分束，反射的微波信号进入微波接收器进行探测，同时透射的红外信号进入红外探测器进行探测，从而实现了微波和红外双模耦合信号的分束探测，其装置包括金属网栅分束器、红外探测器、微波接收器，金属网栅分束器由红外基底、金属铬或金属钛粘结层和金属网栅薄膜构成，金属网栅薄膜在垂直极化方向的周期大于平行极化方向的周期，且垂直极化方向和平行极化方向的周期均小于微波最小波长的二分之一；本发明可应用于宽频段微波/红外双模信号探测和半实物仿真技术领域。
文档编号G01J5/00GK101936776SQ201010239288
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者刘永猛, 谭久彬 申请人:哈尔滨工业大学