星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法技术

本发明专利技术提供了一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，通过优化所述左、中、右各臂间馈源分布来实现臂间可视度空间基线(位置差)满足空间采样定理，避免了大规模基线标定(所有馈源间都需要基线标定)的难题；并且基于所述左、中、右各臂内共本振的特点，只需要每个臂增加一个本振移相器就可以在传统相关/不相关噪声注入定标方法基础上实现高精度幅度与相位标定，简化了系统标定过程；通过优化臂内馈源分布来实现可视度空间多频段冗余设计，进而提高辐射探测灵敏度。

Layout method of spaceborne multiband one-dimensional aperture synthesis feed array

The present invention provides a one dimensional multiband multi aperture feed array layout method. By optimizing the distribution of the left, middle and right inter arm feed sources, the spatial baseline (position difference) of the inter arm visibility (position difference) satisfies the spatial sampling theorem and avoids the problem of large-scale baseline calibration (all feed sources need baseline calibration). Based on the characteristics of the common local vibration in the left, middle and right arms, the high precision amplitude and phase calibration can be realized on the basis of the traditional correlation / uncorrelated noise injection calibration method, and the calibration process of the system can be simplified on the basis of the traditional correlation / uncorrelated noise injection calibration method. Duan Rongyu designed to further improve the sensitivity of radiation detection.

【技术实现步骤摘要】
星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法
本专利技术涉及一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法。
技术介绍
微波辐射测量技术应用于测量物体微波热辐射的高灵敏度接收设备。通过不同频段不同极化的热辐射数据，可反演目标的温度、湿度、降水、云的液态水含量、云水相态、陆表温度、土壤湿度、海冰和覆盖、积雪深度和雪水当量等信息。广泛应用于气象、海洋、国土资源、环境、天文观测和深空探测领域。由国外发展现状可以看出，星载微波辐射计的发展趋势为：1)向多频段、多极化的集成一体化方向发展，实现对多参量的同时观测；2)向更大天线口径方向发展，实现更高的空间分辨率。天线口径的增加带来的最大困难是大口径天线机械扫描难以实现，二维综合孔径辐射探测可以避免这一困难，但引出的新问题是阵列单元数目极大，并无法实现多频段、多极化一体探测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，能够解决综合孔径系统的高幅相定标精度和高基线冗余度的阵列布局问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，包括：通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，其中，所述多频段包括C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段共5个频段。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：将三段馈源接收展开臂分为左、中、右各臂；通过优化所述左、中、右各臂间馈源分布来实现臂间可视度空间基线满足空间采样定理。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述五个频段的馈源阵列分别分布在左、中、右三个展开臂按照预设布局排布，其中，C波段和X波段分别分布在第一排和第三排；Ku波段、K波段和Ka波段等三个频段分布于第二排，采用喇叭馈源与波导连接方式。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述C波段和X波段的馈源阵列采用微带馈源与同轴连接方式，最低冗余度大于等于2。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述Ku波段、K波段和Ka波段的馈源阵列采用喇叭馈源与波导连接方式，最低冗余度大于等于5。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：基于所述左、中、右各臂的内共本振的特点，在每个臂增加一个本振移相器。进一步的，在上述方法中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：通过优化各臂内的馈源分布来实现可视度空间多频段冗余设计，进而提高各频段辐射探测灵敏度指标。与现有技术相比，本专利技术通过多频段(C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段，共5个频段)馈源阵列在左臂、中臂、右臂等三个馈源接收展开臂按照一定布局排布实现共反射面设计。该方法是基于一维综合孔径一维实孔径混合体制进行综合辐射测量，其特征在于通过优化所述左、中、右各臂间馈源分布来实现臂间可视度空间基线(位置差)满足空间采样定理，避免了大规模基线标定(所有馈源间都需要基线标定)的难题；并且基于所述左、中、右各臂内共本振的特点，只需要每个臂增加一个本振移相器就可以在传统相关/不相关噪声注入定标方法基础上实现高精度幅度与相位标定，简化了系统标定过程；通过优化臂内馈源分布来实现可视度空间多频段冗余设计，进而提高辐射探测灵敏度。五频段馈源阵列、接收阵列等均满足空间布局、定标与灵敏度指标要求，本专利技术结构简单，实现容易，并具有一定的通用性，可广泛应用于各类星载混合体制微波辐射计馈源阵列设计中。附图说明图1是本专利技术一实施例的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局图；图2a是本专利技术一实施例的低频波段(C波段与X波段)的可视度基线冗余度分析图；图2b是本专利技术一实施例的高频波段(Ku波段、K波段与Ka波段)的可视度基线冗余度分析图；图3是本专利技术一实施例的天线方向图仿真结果(第2个馈源)图；图4是本专利技术一实施例的天线方向图仿真结果(第19个馈源)图；图5是是本专利技术一实施例的天线反射面型面精度要求图；图6是本专利技术一实施例的五频段馈源阵列工作原理示意图；图7是是本专利技术一实施例在阵列布局的原理示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，包括：通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布(如见附图1)实现共反射面设计，其中，所述多频段包括C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段共5个频段。在此，采用一维实孔径一维综合孔径混合体制可以较好的折中，相对于传统二维实孔径辐射探测技术而言避免了大口径天线的机械扫描，相对于传统二维综合孔径辐射探测技术而言大幅减少了阵列单元数目，因此是当前新体制微波探测仪研究的重点与热点方向。对于星载多频段、多极化一维实孔径一维综合孔径混合体制微波探测仪而言，阵列布局技术是其一个主要关键点，因此必须采取一种新的阵列布局技术，既能实现高精度幅度与相位标定，又具有较高的基线冗余度，从而实现较高的温度灵敏度和系统鲁棒性。本专利技术针对星载一维实孔径一维综合孔径混合体制微波探测仪的综合性能提出一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局技术，解决综合孔径系统的高幅相定标精度和高基线冗余度的阵列布局问题。本专利技术的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法一实施例中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：将三段馈源接收展开臂分为左、中、右各臂；通过优化所述左、中、右各臂间馈源分布来实现臂间可视度空间基线(位置差)满足空间采样定理(如见附图2)，避免了大规模基线标定(所有馈源间都需要基线标定)的问题。本专利技术的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法一实施例中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述五个频段的馈源阵列分别分布在左、中、右三个展开臂按照预设布局排布(如见附图1)，其中，C波段和X波段分别分布在第一排(上边)和第三排(下边)；Ku波段、K波段和Ka波段等三个频段分布于第二排(中间)，采用喇叭馈源与波导连接方式。因此，频率较低的C波段与X波段偏离焦线，但偏焦相对于波长距离较小，仿真结果表明电性能下降影响可以忽略(如见附图3、附图4)，其余高频频段Ku波段、K波段和Ka波段无偏焦影响；并且，对应的天线反射面照射区(如见附图5)中间下部区域要求型面精度指标高，两边及上部区域型面精度要求指标低，而天线反射面展开臂与天线反射面连接点位于中间下部区域，因此天线反射面区域型面精度要求与实际理论相一致，便于天线反射面的研制。本专利技术的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法一实施例中，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述C波段和X波段的馈源阵列采用微带馈源与同轴连接方式，最低冗余度大于等于2。本专利技术的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法一实施例中，通过多频段的馈源阵列在三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，其特征在于，包括：通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，其中，所述多频段包括C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段共5个频段。

【技术特征摘要】
1.一种星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，其特征在于，包括：通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，其中，所述多频段包括C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段共5个频段。2.如权利要求1所述的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，其特征在于，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：将三段馈源接收展开臂分为左、中、右各臂；通过优化所述左、中、右各臂间馈源分布来实现臂间可视度空间基线满足空间采样定理。3.如权利要求2所述的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布局方法，其特征在于，通过多频段的馈源阵列在三段馈源接收展开臂按照预设布局排布实现共反射面设计，包括：所述五个频段的馈源阵列分别分布在左、中、右三个展开臂按照预设布局排布，其中，C波段和X波段分别分布在第一排和第三排；Ku波段、K波段和Ka波段等三个频段分布于第二排，采用喇叭馈源与波导连接方式。4.如权利要求3所述的星载多频段一维综合孔径馈源阵列布...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锋，姚崇斌，徐红新，陈雄，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31