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星载一维综合孔径微波辐射计抛物柱形反射面天线热致变形影响分析

阚培源 刘明月 李炳旭 张成 陈雪 刘浩 范文杰

阚培源, 刘明月, 李炳旭, 张成, 陈雪, 刘浩, 范文杰. 星载一维综合孔径微波辐射计抛物柱形反射面天线热致变形影响分析[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026-0033
引用本文: 阚培源, 刘明月, 李炳旭, 张成, 陈雪, 刘浩, 范文杰. 星载一维综合孔径微波辐射计抛物柱形反射面天线热致变形影响分析[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026-0033
Effects of Thermal Deformation on a Parabolic Cylindrical Reflector Antenna for a Spaceborne One-Dimensional Synthetic Aperture Microwave Radiometer[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2026-0033
Citation: Effects of Thermal Deformation on a Parabolic Cylindrical Reflector Antenna for a Spaceborne One-Dimensional Synthetic Aperture Microwave Radiometer[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2026-0033

星载一维综合孔径微波辐射计抛物柱形反射面天线热致变形影响分析

doi: 10.11728/cjss2026-0033

Effects of Thermal Deformation on a Parabolic Cylindrical Reflector Antenna for a Spaceborne One-Dimensional Synthetic Aperture Microwave Radiometer

  • 摘要:          主被动联合探测微波成像仪(MICAP)作为HY-4A海洋盐度探测卫星的主载荷之一,通过采用L, C, K三波段综合孔径微波辐射计与L波段微波散射计一体化的系统设计方案,实现了对海表盐度、海面温度及海面风场的高精度探测。其中主被动设备共用一副抛物柱面反射面天线,天线方向图的准确性和稳定性是决定综合孔径辐射计成像性能的关键要素。然而在轨运行过程中,天线结构的热致变形会导致天线方向图在轨状态与地面实验实测状态之间产生偏差,并通过影响系统响应矩阵在亮温重建中引入系统误差。传统的热–结构–电磁耦合分析方法通常需要对变形后的反射面进行高保真的结构建模和有限元分析,并在此基础上开展电磁仿真。然而,这类方法计算开销大,难以满足星载综合孔径辐射计系统快速端到端的性能评估需求。为克服上述问题,本文提出一种用于抛物柱面反射面热致变形建模的刚体位移等效算法,并将其应用于MICAP载荷的L波段辐射计。该方法通过将热致变形等效为刚体运动,对理论反射面施加平移与旋转,当等效面与实际变形面之间的均方根残差小于天线工作波段波长的千分之一时认为拟合成功。然后基于该等效模型得到的天线方向图用于辐射计的亮温重建,从而实现从热载荷到亮温重建的快速端到端评估。此外,本文还对两个关键自由度开展灵敏度分析,以定量评估其对亮温重建精度的影响。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2026-02-10
  • 录用日期:  2026-03-26
  • 修回日期:  2026-03-02
  • 网络出版日期:  2026-05-20

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