双频段双极化共孔径阵列馈源反射面天线设计∗

张玉梅,张立新,李 磊

(中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088)

0 引言

在大气科学、海洋科学和环境科学的研究中,降水量是个非常重要的物理量。全球降水分布及其垂直结构的测量是当前全球环境气候变化研究中的关键性薄弱环节,降水量的精确测量对进行气象灾害预报、减灾防灾和安排工农业生产等各项工作都具有重要意义。

与其他被动手段(如可见光、红外、微波辐射计等星载传感器)相比,双频段双极化星载降水测量雷达具有以下优势：能实现全球不间断测量;能提供与地面或海面背景辐射无关的降雨估计,因此能在被动传感器不能正确估计降雨率的区域测量降雨;能测量暴风雨垂直结构的数据,对估计潜在的热剖面和各种不同的大气科学研究很重要;提供的暴风雨结构和降雨特性可用于订正被动降雨测量数据的准确性。

星载降水测量雷达的发展趋势是双频段双极化一维有源相控阵雷达。由于平台自身尺寸和运载能力的限制,要求配装在其上的雷达天线体积重量尽量小。但雷达天线本身的波瓣宽度、增益、副瓣电平等指标使得反射面天线的尺寸不能小,这就构成了较大的矛盾。双频段阵列馈源共抛物柱反射面天线设计技术使得双频段天线只用一个反射面,是解决该矛盾的有效途径[1]。为满足星载降水测量雷达的测量精度和测量效率要求,通常选择双频段的频率为Ku(13.6 GHz)和Ka(35.5 GHz),且要求双频段天线波束需在水平面实现扫描、在两个主面的波束宽度相等和波束指向相同(简称波束匹配)。……