合成孔径雷达天线的主要形式

自从1951年合成孔径雷达体制提出以来，天线就是SAR非常核心的子系统。天线的性能主要影响SAR的灵敏度、距离和方位分辨率、图像模糊度和信噪比、测绘带宽度等雷达系统主要指标。在多模式、多极化、多频段、多通道、高分辨率、宽测绘带等SAR研究中，天线研究和设计工作占有举足轻重的地位。几乎每一个新的工作模式都是伴随着天线新波束形式的应用而产生的。

SAR天线技术是随着SAR技术发展而迅速发展的。在前一节计算了天线的方位与距离的宏观尺寸后，就需对天线形式进行设计，从国内外已经发射的星载SAR天线形式来看，波导缝隙阵、微带天线阵、抛物面天线是最常用的SAR天线形式。

波导缝隙阵天线，早期用于SAR无源阵列天线，大多数工作在频率较高的S、C、X频段。这种天线的技术相对比较成熟、功率容量较大，能够实现好的交叉极化和低的副瓣电平，但是，这种天线结构复杂、加工精度要求高，特别是空间应用环境复杂，不能做得太大。近期，在某些SAR系统中，相控阵天线采用波导缝隙子阵作为辐射单元，是一个提高辐射效率的优选方案。图7-55所示为我国某SAR天线的组成情况，由四块折叠展开阵面组成，每块阵面又由6块子阵面组成，采用波导缝隙作为辐射单元，整个SAR天线由700多个辐射波导、300多个四通道T/R组件构成，在轨展开后全阵长约15 m。

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图7-55　我国某SAR天线组成

微带天线阵，多是频率较低的L频段SAR天线阵。微带天线具有体积小、重量轻、剖面薄、制造加工简单、成本低、易于与微波有源器件集成等优点，适合用于大型平面相控阵，并且可以方便地实现双极化、双频段功能。随着微波集成技术的发展，固态有源相控阵微带天线已成为星载SAR天线的主流，例如加拿大的Radarsat-2和ASAR，我国的遥感卫星一号等都是这类天线。

反射面天线，如俄罗斯的Almaz-2等，重量轻，适合于小卫星，但是波束较固定，很难实现波束灵活扫描，而且由于反射面的工艺要求较高、防止网面的漏波、表面几何容差不能太大，因此一般工作频率较低。另外，需要大功率微波器件集中发射，在空间应用中会带来微放电、热集中等技术难题。不过，随着卫星平台技术的发展，通过整星摆动来实现天线波束扫描，可使小卫星SAR系统中反射面体制较为活跃。