天镜韵湖：天线：SAR系统的“眼睛”

　　天线作为一种关键的能量转换装置，其核心功能是实现高频电流与电磁波之间的双向转换。在信号发射阶段，它能将发射机输出的高频电流转化为可在自由空间中传播的电磁波并向外辐射；在信号接收阶段，则能捕获自由空间中的有用电磁波，将其还原为高频电流传输至接收装置，从而完成无线电波的辐射与接收过程。

　　在合成孔径雷达（SAR）系统中，天线占据着基础性、决定性的核心地位，其性能优劣直接影响整个系统的运行效果与核心指标。一方面，天线是SAR系统与外部空间进行信号交互的唯一接口，既要高效辐射发射机的信号能量，确保电磁波能够精准覆盖探测区域，又要灵敏捕获回波信号，为后续数据处理提供高质量的原始信息。另一方面，天线的参数性能直接决定了SAR系统的关键技术指标，包括灵敏度、方位分辨率、信噪比和测绘带宽等：灵敏度不足会导致微弱回波信号无法被有效捕获，分辨率受限则会影响目标识别的精准度，信噪比偏低会增加信号解析难度，测绘带宽不足则会制约探测效率。因此，设计出满足性能要求的天线系统，是研制高性能合成孔径雷达的核心任务之一。

　　近年来，随着机载SAR与星载SAR技术的蓬勃发展，各国已研制出多种成熟的SAR系统，其中应用最为广泛的天线类型主要包括以下四类，各类天线各具特性，适配不同的应用场景：

　　定义：微带天线是目前SAR系统中应用最广泛的天线类型之一，其核心优势体现在结构与成本层面：具有低剖面、体积小、重量轻的特点，可有效节省安装空间；制造成本低、加工工艺简单，且易于与其他平面器件集成，尤其适合对设备轻量化、小型化要求较高的场景。但该类型天线存在显著的性能局限：工作带宽较窄，无法适配多频段探测需求；功率容量低，在高频段应用中难以满足高功率信号传输要求，因此在高频段场景中受到限制。

　　适用波段：微带天线的适用波段以低频段至中频段为主，通常覆盖L波段、S波段及部分C波段。受限于其窄带宽、低功率容量的特性，在频率更高的X波段及以上高频段中，其性能会大幅衰减，无法满足SAR系统的探测要求，因此极少应用于高频段场景。

　　定义：喇叭天线是SAR系统中的常用天线，以性能稳定、带宽优势突出著称：能量转换效率高，信号传输损耗小；工作带宽宽，能够适配多种频率需求，且结构紧凑，在部分场景中安装灵活性较强。但其固有结构存在明显短板：天线厚度较大，而机载SAR系统对天线的体积和重量有着严格限制，较大的厚度会增加安装难度，甚至影响载体的整体气动性能，因此在机载领域的应用受到一定局限。

　　适用波段：具有宽频带的性能优势，适用波段范围更广，可覆盖L波段、S波段、C波段、X波段等多个频段。尤其在C波段至X波段的中高频段中，其效率高、带宽宽的优势能够充分发挥，是该频段内SAR系统的重要选择。

　　定义：核心优势集中在信号质量与功率承载能力上：能够实现较低的副瓣电平，有效抑制杂波干扰，提升信号的纯净度；同时具备较高的功率容量，可满足高功率信号传输需求，适用于对信号稳定性和抗干扰能力要求较高的场景。但该类型天线的结构与加工存在明显不足：体积较大、重量偏重，对安装载体的承载能力提出较高要求；加工工艺复杂，不仅增加了制造成本，也降低了批量生产的可行性，限制了其广泛应用。

　　适用波段：主要集中在中高频段，主要包括C波段、X波段及Ku波段。其高功率容量、低副瓣电平的特性在该频段内能够有效适配SAR系统的探测需求，在需要高功率信号传输和抗干扰能力的中高频段场景中应用较多。

　　定义：反射面天线的应用场景具有较强的针对性，主要适配小卫星星载SAR系统。其通过独特的反射面结构设计，能够在星载环境中实现高效的信号收发，精准匹配小卫星的工作特性与安装空间限制。

　　适用波段：以低频段至中频段为主，主要覆盖L波段、S波段。在小卫星星载SAR系统的低频段探测任务中，其能够通过反射面结构实现信号的高效聚焦与传输，满足星载环境下的大范围测绘、远距离探测需求，而在高频段场景中，其结构尺寸与信号损耗的矛盾会逐渐加剧，因此未被广泛应用。

　　阵列天线是极具发展潜力的 SAR 系统天线形式，由多个相同或相似单元按特定规律排列组成，通过调控各单元幅度和相位实现波束灵活调控，能破解传统天线性能局限。其优势显著：波束扫描快速且范围广，测绘效率与探测灵活性突出；可实现低副瓣电平，抑制杂波干扰，提升信噪比与目标识别能力；具备宽频带潜力，部分经稀疏设计可轻量化、小型化。

　　应用上，星载领域可提升对地观测的高分辨率与宽测绘带能力，机载领域适配安装与载重需求，还能为多极化、干涉 SAR等特殊系统提供技术支撑，应用渐受重视。

　　天线作为 SAR 系统核心，其性能直接决定系统基础指标，阵列天线是突破传统天线瓶颈的关键方向，加强其与前端天线研究，对提升 SAR 系统整体性能意义重大，探索价值与发展前景广阔。

　　未来，随着 SAR 技术在航空航天、遥感测绘等领域应用拓展，对天线的宽频带、高功率容量、小型化等性能要求将持续提高。阵列天线有望成为核心发展重点，需通过深化优化设计、突破制造工艺、完善波束控制算法拓展应用。同时，加大天线系统研究投入，填补前端硬件研究空白，将为 SAR 技术持续进步提供坚实支撑，推动其在更多关键领域广泛深入应用。

　　苏州天镜韵湖智能科技有限公司（简称：天镜韵湖）致力于成为全球领先的合成孔径雷达方案解决商，为用户提供定制化雷达设备、SAR数据采集服务、雷达数据产品。天镜韵湖凭借多年的研发经验和专业技术积累，推出了多个波段、具备多种能力的调频连续波及脉冲体制的SAR产品。目前，天镜韵湖已具备X、Ku、K、Ka、C、W、L等多个波段的覆盖，且产品系统具备单极化、全极化、条带、聚束、干涉、单脉冲搜索等模式，产品具有实时成像、GMTI、形变监测等功能。天镜韵湖SAR产品可搭载多旋翼/固定翼无人机、有人机、卫星及车载等平台。

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