微波遥感卫星载荷天线技术特点与航天器天线工程设计技术

微波遥感载荷，分为无源与有源两类。无源遥感器如辐射计，主要测量目标的微波温度；有源遥感器如合成孔径雷达（SAR），可以获得目标的二维或三维（干涉SAR）图像。微波遥感卫星载荷天线与平台天线有很大区别，相比于星载通信天线，也有其特点，主要是这些天线的指标与微波遥感载荷指标，甚至用户指标密切相关。其天线特点如下：

1）探测目标多样性，除了获取土壤、植被等地表遥感信息外，还探测气象、海洋、大气成分，宇宙的氧、氢分子，宇宙微波背景等。

2）频率几乎覆盖到整个无线波谱，最高可以达到几个太赫兹，如2009年欧洲空间局（European Space Agency，ESA）发射的Planck与Hershell卫星，最高频率达850 GHz，因此对天线精度、结构稳定性提出了更高要求。

3）天线的等效温度对无源微波遥感卫星来说至关重要，因此这类天线需避开阳光、月球等引起天线温度变化的辐射源，有些还需要有特殊避光层来保证天线处于低温状态。(www.xing528.com)

4）天线的电尺寸大，相比于测控、通信等天线，遥感天线基本上是电大口径天线，通常D/λ大于100，口径绝对尺寸D也很大。例如合成孔径雷达的天线、平板相控阵天线长度超过10 m以上，或者抛物面天线口径在6 m以上。某些应用中为了减少天线的复杂度，出现了干涉式综合孔径微波遥感天线，采用天线单元两两相关卷积计算的方式，获得大的实口径天线的效果，其代价是每一单元需要测量幅度与相位，且需要高速的处理器。

5）天线除了尺寸大以外，绝大部分需要具有波束扫描能力，无论是电控扫描还是机械扫描，在保证可靠性的前提下，都增加了设计的复杂度。我国于2011年发射了海洋2号微波遥感卫星，针对海洋的风场、海洋表面温度、海洋浪高等参数进行遥感测量。后面以海洋2号卫星星载辐射计和散射计天线为例介绍其工作原理、设计方法。