一种K波段射电天文制冷接收机噪声源装置的制作方法

一种k波段射电天文制冷接收机噪声源装置
技术领域
1.本发明涉及一种k波段射电天文制冷接收机噪声源装置。


背景技术：

2.射电天文接收机是用于接收射电望远镜所汇聚的微弱的天体等电磁辐射信号的装备，随着射电天文技术的不断发展，为了提升接收机的灵敏度，当前主流的射电天文接收机都采用了制冷接收机，为了降低接收机前端各微波器件带来的噪声，采用将前端几乎所有的微波器件进行制冷，使工作在20k以下的环境温度，极大地降低前端器件带来的噪声，其中低噪声放大器也在其中，通常是将噪声源的噪声从低噪声放大器之前注入到接收机系统中。经过定标的噪声源在做为一把尺子，来测量接收机接收到的信号的强度。
3.对于高频接收机来说，由于其馈源较小，通常噪声源信号是从馈源与低噪声放大器之间加入耦合器，将噪声从耦合器耦合到接收机系统中。


技术实现要素：

4.本发明目的在于，提供一种k波段射电天文制冷接收机噪声源装置，该装置是由噪声源、微波电缆、衰减器、波导同轴转换器、波导微波开关、喇叭、透波材料、第一加热模块、第二加热模块、第三加热模块、恒温控制模块和噪声控制信号转换模块组成，该装置用于天文观测时计算接收信号的强弱，和接收机系统检测，通过测量接收机系统温度可以判断接收机系统是否工作正常。
5.本发明所述的一种k波段射电天文接收机噪声源装置，所述装置是由噪声源、微波电缆(120)、衰减器(121)、波导同轴转换器(113)、波导微波开关(124)、喇叭(115)、透波材料(117)、第一加热模块(108)、第二加热模块(118)、第三加热模块(119)、恒温控制模块(110)和噪声控制信号转换模块(111)组成，该装置分别设有环氧树脂所构成的隔热层内层圆筒(105)和不锈钢外层噪声源外层圆筒(102)，噪声源外层圆筒(102)的顶端设有噪声源外层底板(100)，噪声源外层圆筒(102)的底部设有噪声源外层顶板(101)，在噪声源外层圆筒(102)内设有内层圆筒(105)，内层圆筒(105)的顶端设有上板(104)，内层圆筒(105)的底部设有下板(103)，上板(104)通过四根不锈铜圆柱(106)与噪声源外层顶板(101)连接固定，在噪声源外层顶板(101)上开有一圆孔，通过压环(116)将透波材料(117)固定在噪声源外层顶板(101)上，在铝合金固定块(107)上分别固定噪声源模块(109)、波导同轴转换器(113)、波导微波开关(124)、第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)，铝合金固定块(107)固定在上板(104)上，在下板(103)的底部分别固定90度sma射频适配器(112)、恒温控制模块(110)和噪声控制信号转换模块(111)，在噪声源外层底板(100)上固定固态继电器(114)；
6.恒温控制模块(110)包括芯片u1、温度传感器(125)，芯片u1采集温度传感器数据，芯片u1的输出端out与固态继电器(114)的控制端ctrl连接，固态继电器(114)的输出端out与第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)连接；
7.噪声源模块(109)输出口通过微波电缆(120)与衰减器(121)和90度sma射频适配器(112)依次连接，并与波导同轴转换器(113)的同轴口连接，波导同轴转换器(113)的波导口与微波开关(124)连接，最后与喇叭(115)连接，形成一个微波信号通道；
8.将第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)进行并联，再与固态继电器(114)和第一航空连接器(122)进行串联，形成通路，由第一航空连接器(122)供给市电；恒温控制模块(110)对固态继电器(114)进行控制，使第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)均匀加热铝合金固定块(107)，并使固定在合金固定块(107)的噪声源模块(109)、波导同轴转换器(113)、波导微波开关(124)、第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)保持恒温状态，保障辐射出去的噪声信号稳定；
9.恒温控制模块(110)与铝合金固定块(107)连接，通过导热块将温度热传递到恒温控制模块(110)中；
10.噪声控制信号转换模块(111)端口1与微波开关(124)的控制端口连接，端口2与第二航空连接器(123)的内部端子连接，第二航空连接器(123)的外部端子是与观测终端的控制接口连接，观测终端产生的控制信号通过第二航空连接器(123)传入到噪声控制信号转换模块(111)中进行转换。
11.噪声源、微波电缆(120)、衰减器(121)、波导同轴转换器(113)、波导微波开关、喇叭(115)、透波材料(117)的工作频率在k波段，具体是22ghz
‑
24.2ghz。
12.微波开关(124)和噪声模块(109)工作温度恒定，常年保持在40
±
2摄氏度。
13.所述芯片u1采集温度传感器(125)中的温度数据，将采集到的温度数据分别与预先设置的温度上限和温度下限数据做比较，当导热块温度达到设置温度上限，处理芯片u1控制固态继电器(114)，使加第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)断电，当导热块温度达到设置温度下限时，处理芯片u1控制固态继电器(114)，使加第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)通电，最终使温度保持恒定。
14.本发明所述的一种k波段射电天文接收机噪声源装置，该装置是一种从接收机系统外部注入噪声的噪声源装置，通过将噪声从装备辐射出去，由接收机接收；
15.噪声源是用于产生一定超噪比的k波段白噪声，噪声源模块(109)输出口与衰减器(121)连接，控制噪声强度；噪声源模块(109)输出口与2.92mm to wr
‑
42波导同轴转换器(113)的同轴口连接，转换为wr
‑
42波导口后，波导同轴转换器(113)的波导口再与微波开关(124)连接，用于控制噪声注入；
16.最后与辐射喇叭(115)连接，通过控制波导微波开关(124)，将噪声从喇叭(115)辐射出去；
17.在铝合金固定块(107)上分别固定噪声源模块(109)、波导同轴转换器(113)、波导微波开关(124)、第一加热模块(108)、第二加热模块(118)和第三加热模块(119)，通过控制模块常年保持在40摄氏度左右，保障产生的噪声信号的稳定；
18.控制模块还包括波导微波开关控制，将来自终端设备的控制信号转换为波导微波开关的控制信号，当波导微波开关打开时，噪声通过微波开关(124)从喇叭(115)辐射出去，当波导微波关闭时，噪声被阻挡。
19.为了保持本发明k波段射电天文接收机噪声源装置内部微波器件温度，该装置分
别设有环氧树脂所构成的隔热层内层圆筒(105)和不锈钢外层噪声源外层圆筒(102)，通过用不锈钢柱(106)将内层圆筒(105)固定到噪声源外层圆筒(102)内。
附图说明
20.图1是本发明噪声源装置剖面图；
21.图2是本发明的噪声源装置正视图；
22.图3是本发明的噪声源装置仰视图；
23.图4是本发明的噪声源装置右视图；
24.图5是本发明的噪声源装置俯视图；
25.图6是本发明的噪声源装置左视图；
26.图7是本发明的噪声源装置背视图；
27.图8是本发明恒温控制原理图；
28.图9是本发明示意图。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.实施例
31.如图1噪声源装置剖面图，为了便于看到内部的部分结构，仅将噪声源外层圆筒(102)和内部圆筒105进行剖面处理，由噪声源外层底板100，噪声源外层顶板101和噪声源外层圆筒102共同构成一个外部不锈钢圆柱筒；内部圆筒105与下板103和上板104共同构成一个内部环氧树脂材料的圆柱筒，使内层温度常年保持恒定，减少内部热量流失；
32.为了进一步详细说明本发明实施例，以噪声源装置正视图为基准，分别从噪声源装置仰视图、噪声源装置右视图、噪声源装置俯视图和噪声源装置左视图四个角度进行说明：
33.本发明所述的一种k波段射电天文接收机噪声源装置，该装置是由噪声源、微波电缆120、衰减器121、波导同轴转换器113、波导微波开关124、喇叭115、透波材料117、第一加热模块108、第二加热模块118、第三加热模块119、恒温控制模块110和噪声控制信号转换模块111组成，该装置分别设有环氧树脂所构成的隔热层内层圆筒105和不锈钢外层噪声源外层圆筒102，噪声源外层圆筒102的顶端设有噪声源外层底板100，噪声源外层圆筒102的底部设有噪声源外层顶板101，在噪声源外层圆筒102内设有内层圆筒105，内层圆筒105的顶端设有上板104，内层圆筒105的底部设有下板103，上板104通过四根不锈铜圆柱106与噪声源外层顶板101连接固定，在铝合金固定块107上分别固定噪声源模块109、波导同轴转换器113、波导微波开关124、第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119，铝合金固定块107固定在上板104上，在下板103的底部分别固定90度sma射频适配器112，恒温控制模块110和噪声控制信号转换模块111，在噪声源外层底板100上固定固态继电器114；
34.噪声源、微波电缆120、衰减器121、波导同轴转换器113、波导微波开关124、喇叭115、透波材料117的工作频率在k波段，具体是22ghz
‑
24.2ghz；
35.微波开关124和噪声模块109工作温度恒定，常年保持在40
±
2摄氏度；
36.恒温控制模块110包括芯片u1、温度传感器125，芯片u1采集温度传感器数据，芯片u1的输出端out与固态继电器114的控制端ctrl连接，固态继电器114的输出端out与第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119连接；
37.噪声源模块109输出口通过微波电缆120与衰减器121和90度sma射频适配器112依次连接，并与波导同轴转换器113的同轴口连接，波导同轴转换器113的波导口与微波开关124连接，最后与喇叭115连接，形成一个微波信号通道；
38.将第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119进行并联，再与固态继电器114和第一航空连接器122进行串联，形成通路，由第一航空连接器122供给市电；恒温控制模块110对固态继电器114进行控制，使第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119均匀加热铝合金固定块107，并使固定在合金固定块107的噪声源模块109、波导同轴转换器113、波导微波开关124、第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119保持恒温状态，保障辐射出去的噪声信号稳定；
39.恒温控制模块110与铝合金固定块107连接，通过导热块将温度热传递到恒温控制模块110中；
40.噪声控制信号转换模块111端口1与微波开关124的控制端口连接，端口2与第二航空连接器123的内部端子连接，第二航空连接器123的外部端子是与观测终端的控制接口连接，观测终端产生的控制信号通过第二航空连接器123传入到噪声控制信号转换模块111中进行转换。
41.所述芯片u1采集温度传感器125中的温度数据，将采集到的温度数据分别与预先设置的温度上限和温度下限数据做比较，当导热块温度达到设置温度上限，处理芯片u1控制固态继电器114，使加第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119断电，当导热块温度达到设置温度下限时，处理芯片u1控制固态继电器114，使加第一加热模块108、第二加热模块118和第三加热模块119通电，最终使温度保持恒定。