大規(guī)模有源相控陣天線是高性能星載合成孔徑雷達（SAR）核心部件之一,在很大程度上決定了星載SAR的性能。傳統(tǒng)星載SAR相控陣天線采用周期陣列實現(xiàn)方案,具備波束控制能力較強,失效冗余備份充足,設計方法成熟等優(yōu)點,在現(xiàn)有星載SAR系統(tǒng)中得到廣泛應用。然而基于周期陣列方案的相控陣天線同時又存在體積、重量大,制造成本高昂,能量利用率較低等不足,制約了星載SAR系統(tǒng)性能的進一步提升和下一代高性能星載SAR系統(tǒng)的研發(fā)。改進星載SAR收發(fā)波束配置方案,以及采用非周期陣列相控陣天線具備克服上述缺點的可能性,但在星載SAR中加以應用的相關問題尚未得到深入研究。本文圍繞提高星載SAR相控陣天線能量利用效率,非周期陣列相控陣天線應用于星載SAR的可行性,技術優(yōu)勢和實現(xiàn)方法等問題,開展了從理論分析,仿真計算到實驗驗證等方面的研究。主要工作包括:首先提出了一種包含自適應方向圖掩模規(guī)劃和粒子群算法任意陣列天線方向圖綜合的星載SAR波束設計方法。該方法以控制回波信號模糊比和回波信號動態(tài)范圍為主要目標,同時兼顧最大化實際接收信號功率,適用于周期和非周期陣列天線,具有可執(zhí)行性和擴展性較強的優(yōu)點。利用此方法完成了針對多種... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

典型星載SAR系統(tǒng)

環(huán)境控制分系統(tǒng)和電源分系統(tǒng)外，與 SAR 成像處理由以下幾個子系統(tǒng)組成：SAR 天線子系統(tǒng)（SAR Antenna Subsystem）。負責將前級系號向外輻射，并接收相應的雷達回波信號。天線需要能夠滿足束掃描和賦形需求。射頻信號生成與處理子系統(tǒng)（RF Signal Generating and）。負責根據(jù)任務需求生成調制脈沖信號交由 SAR 天線發(fā)射的原始雷達回波信號下變頻，采樣，模數(shù)轉換后得到原始成像系統(tǒng)進行成像處理。信號處理和成像子系統(tǒng)（Signal Processing and Imaging Subsy數(shù)據(jù)在高性能數(shù)據(jù)處理器中完成成像和圖像信息壓縮處理。數(shù)據(jù)存儲與傳輸子系統(tǒng)（Data Handling and Transmission Sub像得到的圖像信息和其他相關數(shù)據(jù)存儲，傳輸?shù)降孛娼邮諉挝? 2 為加拿大 Radarsat-2 衛(wèi)星[6]示意圖。其中下方金箔覆蓋的 波段 SAR 天線（背面）。

分布受成像區(qū)域寬度，脈沖重頻（Pulse Repeat Frequlse Width），脈沖帶寬（Pulse Bandwidth），視角（系數(shù)（Scattering Coefficient）等參數(shù)共同影響。上述參單獨控制。為使模糊信號比（Ambiguity Signal Ratio，需要壓低模糊信號來源方向的 SAR 天線方向圖副瓣。模式多樣。當前正在運行或研發(fā)中的星載 SAR 系統(tǒng)Stripmap），掃描模式（ScanSAR），聚束模式（Sp對天線波束特性的需求均不相同。圖 1. 3 中從左到右式對應波束需求示意圖，分別是超寬域掃描模式、寬動條帶模式、聚束模式。一般而言，1）寬域掃描模式據(jù)任務需求進行幾度到幾十度范圍以內的掃描；方位條帶模式下天線波束距離向寬度中等，指向固定；方滑動條帶模式下天線波束距離向寬度中等，指向固定務需求進行幾度范圍以內的掃描。4）聚束模式下天線固定；方位向寬度中等，根據(jù)任務需求進行幾度范圍

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于應變測量方法的衛(wèi)星天線陣列變形檢測[J]. 郭蒙,何漢輝,肖定邦.  航天器環(huán)境工程. 2012(06)
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[7]改進的星載合成孔徑雷達天線方向圖綜合方法[J]. 李然,李景文.  電波科學學報. 2008(06)
[8]星載合成孔徑雷達成像處理[J]. 陳艷玲.  中國科學院上海天文臺年刊. 2005(00)
[9]星載SAR相控陣天線熱變形誤差分析[J]. 陳杰,周蔭清.  北京航空航天大學學報. 2004(09)
[10]合成孔徑雷達模糊度分析[J]. 張永軍,李彩萍.  電子與信息學報. 2004(09)

博士論文
[1]粒子群優(yōu)化算法及其工程應用研究[D]. 劉東.西南交通大學 2013

碩士論文
[1]基于機電耦合的有源相控陣天線結構誤差的分析[D]. 張建豐.西安電子科技大學 2014



本文編號：3133767