论文摘要
为了满足空基被动微波遥感的空间分辨率需要,人们使用了综合孔径辐射计。天线阵列作为综合孔径辐射计的重要组成部分,其对辐射计性能有极大的影响。在现有的综合孔径辐射计系统中,使用了多种形式的天线阵列。波导缝隙阵列作为一维综合孔径辐射计的一种优良天线阵列方案,其有天线效率高、机械特性简单、可靠性高等优点。本文介绍了波导缝隙天线的基本理论。基于波导缝隙天线的基本原理,本文为综合孔径微波辐射计提出了一套Ka波段窄边开缝谐振波导缝隙阵设计方案。不同于需要制造和测量大量原型机的传统经验设计法,本文使用了基于HFSS全参数化模型和设计曲线的设计法。初步仿真结果显示:本文设计的波导缝隙阵达到了设计要求。因为综合孔径微波辐射计天线阵列的理论分析和系统构建都比较复杂,所以仿真成为了对其进行性能验证和优化设计的有效手段。本文设计并验证了综合孔径微波辐射探测系统天线阵列仿真模块。实现了天线阵列接收热辐射并将热辐射信号转化为射频信号和机械扫描一维天线阵列以达到二维成像效果仿真。在考虑了天线互耦幅度与天线对之间的物理距离成反比、天线位置误差对天线互耦影响的基础上,提出了仿真天线非理想性的方法。仿真结果显示:目标亮温幅值而非位置受到了天线非理想性的影响。初步分析表明:天线互耦对反演图像质量以及综合孔径目标观测精确度都有极大的影响。通过一个对比实验,证明了可通过增大天线方向图矩阵尺寸来减小天线方向图误差的影响。