严发宝团队在毫米波太阳射电仪器绝对定标源研制方面取得新进展

2023年05月17日 15:13    浏览次数:

近日,机电与信息工程学院、空间科学研究院联合成立的空间电磁探测技术实验室(LEAD),在学院、研究院及攀登计划创新团队、基金委国家重大科研仪器研制项目等项目支持下,针对35-40GHz毫米波太阳射电定标首次研制成功了绝对定标黑体。相关内容以“Research on Calibration Sources for a 35-40 GHz Millimeter-Wave Solar Radio Observation System”为题在顶刊IEEE Trans. Antennas & Propag.(IF:4.824)发表,机电与信息工程学院硕士生邹涛为第一作者,机电与信息工程学院老师、实验室主任严发宝教授为通信作者,校外合作者包括电子科技大学文岐业教授、西安交通大学刘海文教授等。

定标是太阳射电信息定量化的关键操作,目前国内没有专门针对太阳毫米波射电的黑体,而国外高性能的定标黑体对中国属于禁运状态,自制的绝对定标源一般发射率不够导致定标精度不够,因此,研制吸波黑体绝对定标源具有重要意义。针对35-40GHz太阳射电观测系统的绝对定标需求,实验室联合合作者一起研制出一种具有高发射率、温度均匀性良好的贴片式黑体定标源。

图1 绝对定标黑体

为突破黑体高发射率技术,团队采用时域有限积分法、有限元法等对黑体定标源的反射率以及温度均匀性进行仿真研究,对不同高宽比的锥体结构、不同厚度的吸波贴片材料进行优化设计。为捕捉黑体在微波段微弱的反射信号,采用时域门测量技术,滤除环境、天线耦合等反射的杂散信号。通过双站测试法,测得发射率在35-40GHz均高于0.9995;通过温度均匀性实验,测得黑体的温度均匀性优于0.2K。研究表明,该黑体定标源具有制作简单、成本低、在恶劣的自然环境中易于更换等优点,为35-40GHz毫米波太阳射电连续谱仪提供了绝对定标源。

图2 黑体反射率测试及结果图

空间电磁探测技术实验室自2018年初由机电与信息工程学院严发宝教授、空间科学研究院陈耀教授等联合成立,作为山东大学空间科学攀登计划团队的重要组成部分,以人才培养为核心目标,围绕微波探测与智能信息处理关键技术突破,立足于射电探测和雷达关键技术,积极对接国家战略,获得了国家自然基金重大科研仪器研制项目、基金委重大项目课题、国家重大科技基础设施——子午工程II期等项目资助,有效推动了跨学院的多学科汇聚交叉创新与融合发展。

IEEE Trans. Antennas & Propag.由IEEE天线与传播学会主办,2022年影响因子4.824;在中科院SCI期刊分区表中,其大类及小类分区均为二区(大类-计算机科学;小类-工程:电子与电气),是电磁场、天线与微波技术领域的顶级期刊。

作者:文/邹涛 图/邹涛 编辑:牛淼淼