《高分辨率微波成像雷达有源阵列天线》针对高分辨率微波成像雷达对地观测中遇到的“看不见、分不清”技术难题,紧扣“频率和极化”两个要素,研究和探讨了应用于高分辨率微波成像雷达的有源阵列天线分析、优化和设计方法。在讨论和介绍有源阵列天线基本原理、分析方法和性能参数的基础上,以低剖面、高效率和轻量化为目标,系统地阐述了有源阵列天线实现宽频带、多波段、多极化和共孔径的架构形式、分析方法和工程实践,研究了数字阵列天线、微波光子阵列天线、有源封装天线等热点技术,提出了“有源阵列天线”高级阶段是“天线阵列微系统”新概念,对有源阵列天线新技术和发展方向进行了讨论和展望。
《高分辨率微波成像雷达有源阵列天线》可用作雷达、通信、微波和天线专业本科高年级、研究生的教学参考书,也可供相关专业科研和工程技术人员参考。
高分辨率对地观测系统工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》部署的16个重大专项之一,它具有创新引领并形成工程能力的特征,2010年5月开始实施。高分辨率对地观测系统工程实施十年来,成绩斐然,我国已形成全天时、全天候、全球覆盖的对地观测能力,对于引领空间信息与应用技术发展,提升自主创新能力,强化行业应用效能,服务国民经济建设和社会发展,保障国家安全具有重要战略意义。
在高分辨率对地观测系统工程全面建成之际,高分辨率对地观测工程管理办公室、中国科学院高分重大专项管理办公室和国防工业出版社联合组织了《高分辨率对地观测前沿技术》丛书的编著出版工作。丛书见证了我国高分辨率对地观测系统建设发展的光辉历程,极大丰富并促进了我国该领域知识的积累与传承,必将有力推动高分辨率对地观测技术的创新发展。
丛书具有3个特点。一是系统性。丛书整体架构分为系统平台、数据获取、信息处理、运行管控及专项技术5大部分,各分册既体现整体性又各有侧重,有助于从各专业方向上准确理解高分辨率对地观测领域相关的理论方法和工程技术,同时又相互衔接,形成完整体系,有助于提高读者对高分辨率对地观测系统的认识,拓展读者的学术视野。二是创新性。丛书涉及国内外高分辨率对地观测领域基础研究、关键技术攻关和工程研制的全新成果及宝贵经验,吸纳了近年来该领域数百项国内外专利、上千篇学术论文成果,对后续理论研究、科研攻关和技术创新具有指导意义。三是实践性。丛书是在已有专项建设实践成果基础上的创新总结,分册作者均有主持或参与高分专项及其他相关国家重大科技项目的经历,科研功底深厚,实践经验丰富。
丛书5大部分具体内容如下:系统平台部分主要介绍了快响卫星、分布式卫星编队与组网、敏捷卫星、高轨微波成像系统、平流层飞艇等新型对地观测平台和系统的工作原理与设计方法,同时从系统总体角度阐述和归纳了我国卫星遥感的现状及其在6大典型领域的应用模式和方法。数据获取部分主要介绍了新型的星载/机载合成孔径雷达、面阵/线阵测绘相机、低照度可见光相机、成像光谱仪、合成孔径激光成像雷达等载荷的技术体系及发展方向。信息处理部分主要介绍了光学、微波等多源遥感数据处理、信息提取等方面的新技术以及地理空间大数据处理、分析与应用的体系架构和应用案例。运行管控部分主要介绍了系统需求统筹分析、星地任务协同、接收测控等运控技术及卫星智能化任务规划,并对异构多星多任务综合规划等前沿技术进行了深入探讨和展望。专项技术部分主要介绍了平流层飞艇所涉及的能源、囊体结构及材料、推进系统以及位置姿态测量系统等技术,高分辨率光学遥感卫星微振动抑制技术、高分辨率SAR有源阵列天线等技术。
丛书的出版作为建党100周年的一项献礼工程,凝聚了每一位科研和管理工作者的辛勤付出和劳动,见证了十年来专项建设的每一次进展、技术上的每一次突破、应用上的每一次创新。丛书涉及30余个单位,100多位参编人员,自始至终得到了军委机关、国家部委的关怀和支持。在这里,谨向所有关心和支持丛书出版的领导、专家、作者及相关单位表示衷心的感谢!
高分十年,逐梦十载,在全球变化监测、自然资源调查、生态环境保护、智慧城市建设、灾害应急响应、国防安全建设等方面硕果累累。我相信,随着高分辨率对地观测技术的不断进步,以及与其他学科的交叉融合发展,必将涌现出更广阔的应用前景。高分辨率对地观测系统工程将极大地改变人们的生活,为我们创造更加美好的未来!
第1章 绪论
1.1 高分辨率微波成像雷达
1.2 天线技术的发展
1.2.1 线天线
1.2.2 面天线
1.2.3 平面阵列天线
1.2.4 有源阵列天线
1.3 有源阵列天线
1.3.1 有源阵列天线的特征
1.3.2 半导体集成电路技术
1.3.3 混合集成电路技术
1.4 有源阵列天线的技术发展与展望
1.4.1 成像雷达与天线之间关系
1.4.2 有源阵列天线技术
1.4.3 天线阵列微系统
1.5 本书的概貌
第2章 阵列天线分析与优化
2.1 基本参数
2.1.1 端口参数
2.1.2 辐射参数
2.2 线性阵列
2.2.1 线阵
2.2.2 等幅线阵
2.2.3 非等幅线阵
2.2.4 非等间距线阵
2.2.5 单元方向图对阵列方向图的影响
2.3 平面阵列天线
2.3.1 阵元布局
2.3.2 平面阵列综合
2.4 阵列稀疏
2.4.1 随机稀疏布阵
2.4.2 子阵级布阵
2.4.3 稀疏阵单元
2.5 波束赋形综合
2.5.1 相位加权
2.5.2 幅相加权
2.5.3 应用举例
第3章 阵列天线误差与补偿
3.1 概述
3.2 辐射特性参数
3.2.1 副瓣电平
3.2.2 波束指向
3.2.3 天线增益
3.3 误差分析
3.3.1 阵列天线误差源
3.3.2 误差源分析
3.3.3 误差获取
3.3.4 误差分析
3.4 天线测量
3.4.1 天线测试方法
3.4.2 近场测量
3.4.3 口径场反演校正
3.4.4 逐一校正
……
第4章 宽带有源阵列天线
第5章 有源阵列模块集成
第6章 共口径阵列天线
第7章 有源封装阵列天线
第8章 数字阵列天线
第9章 微波光子阵列天线
参考文献