[发明专利]用于MIMO-SAR成像的弧形阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及微波成像领域，具体地，涉及一种用于MIMO-SAR(多输入多输出-合成孔径雷达)成像的弧形阵列天线。

背景技术

传统的目视、光学或红外等措施的受地形、天气和昼夜等因素的影响较大，不具备全天候和全天时的工作能力。机载阵列天线前视成像系统不仅能够穿透烟、雾、云层和浮尘等，以及不受天气和气候影响，而且能够对飞机前下方区域进行实时高分辨率成像，还能为飞机的着陆、侦察、搜救和起飞提供真实的地面信息，增强飞机的导航和运输救援能力。

现有的机载阵列天线前视成像系统基于机载线性阵列天线前视成像机制，利用微波开关切换实现线性阵列合成，对飞机飞行路线前下方区域进行高分辨成像。但由于采用线性阵列天线和分时工作方式，使其存在较多问题需要进一步改善。一方面，其成像范围主要受限于单个天线的波束范围，即不能实现大视场范围观测。由此，如果飞机想要观测其周围区域，其需要移动至该区域附近，并使用机载线性阵列天线进行微波成像感知。如果飞机在例如山区等较为复杂的环境中飞行，受障碍物限制，可能不能频繁移动，并且移动存在危险性。这样，可能就无法对所需区域进行微波成像感知。另一方面，在线性阵列天线中，阵列向分辨率随着波束范围增大而降低，也即分辨率随目标空间位置变化。因此，不利于机载平台周围的高分辨率成像观测。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够扩大微波成像区域范围的用于MIMO-SAR成像的弧形阵列天线。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于MIMO-SAR成像的弧形阵列天线，该弧形阵列天线包括：用于辐射微波信号的弧形发射阵列天线，该弧形发射阵列天线中的每个独立发射天线阵元沿弧形延伸方向排列，并且所述每个独立发射天线阵元的辐射口面朝向弧形外侧；用于接收回波信号的弧形接收阵列天线，与所述弧形发射阵列天线上下相邻或内外相邻，该弧形接收阵列天线中的每个独立接收天线阵元沿弧形延伸方向排列，并且所述每个独立接收天线阵元与所述每个独立发射天线阵元依次交错，以及所述每个独立接收天线阵元的辐射口面朝向弧形外侧。

优选地，在所述弧形发射阵列天线中，相邻两个独立发射天线阵元口面中心之间具有水平角度间距Δθ_Interval，且

ΔθInterval=2×arcsin(lh_tr2R0)=2×arcsin(Lh_tr+2Δltr2R0)]]>

其中，R₀表示所述弧形发射阵列天线的圆弧半径；L_{h_tr}表示所述弧形发射阵列天线中的独立发射天线阵元水平向尺寸；l_{h_tr}表示所述弧形发射阵列天线中相邻两个独立发射天线阵元几何中心之间的水平距离；Δl_tr为基于L_{h_tr}确定的参数，并且，Δl_tr∈(0,L_{h_tr})；以及在所述弧形接收阵列天线中，相邻两个独立接收天线阵元口面中心之间具有水平角度间距Δθ'_Interval，且