洪峻 明峰 胡继伟

(中国科学院电子学研究所 北京 100190)

1 引言

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种先进的航天遥感手段，具有全天候、全天时、分辨率高、全球覆盖的优势。SAR天线方向图对信号的调制是影响SAR图像辐射精度的主要误差源，需要利用天线方向图校正SAR图像来消除天线方向图对图像幅度调制的影响[1]。因此，星载SAR天线方向图的测量是星载SAR辐射定标必不可少的环节。星载 SAR天线方向图作为SAR系统的主要性能参数在地面需要测试，但由于地面测试条件限制，不可能完全达到实际工作时的远场条件，也不可能完全模拟空间环境，还由于卫星发射升空振动，天线展开，空间环境温度变化等因素引起天线机械结构变化，对于相控阵天线，由于馈源退化和损坏等原因，都会造成实际天线方向图的变化，因此实际应用中必须对天线方向图进行在轨测试。

从 1978年美国发射第一颗星载 SAR系统SEASAT开始，美国、俄罗斯、加拿大、日本、欧洲各国纷纷研制并成功发射了各自的 SAR卫星，如 SIR-A,SIR-B,ERS-1,ERS-2,JERS-1,RADARSAT-1等。尤其进入21世纪后，SAR卫星的发射更加频繁，如 ENVISAT,ALOS,SARLupe,Cosmo-Skymed,TerraSAR-X,Radarsat-2,TanDEM-X等[2]。为了实现 SAR数据的定量化，以上星载SAR都开展了天线方向图在轨测试。

近几年发射的星载 SAR具有新的工作模式和大量波位，使得天线方向图的在轨测试任务量非常大，这给卫星发射后的在轨测试和日常定标都提出了更大的要求。国际上针对有源相控阵天线，研究了基于相控阵天线模型的天线方向图测量方法，并在 TerraSAR-X,Radarsat-2等系统上得到了很好的应用。……