基于动态超表面孔径的合成孔径雷达的组成及工作原理

杜克大学动态超表面孔径合成孔径达天线由互补、谐振的超材料单元组合的微带线构成，每一超材料单元包含两个偶极与外部控制电路相连，超材料单元的谐振可通过偏置电压进行衰减控制。动态超表面孔径的每一谐振电路发射并接收某一特定的频率，工作频率也可通过调谐电路的电子特性进行更改，类似于无线电调谐器。孔径产生的总辐射方向图是每一单个辐射器的辐射方向图的叠加。通过给控制电路施加不同的电压，可接通部分辐射单元，形成不同指向、不同形状的方向图，并可为每波束选择特定的工作频率。动态超表面提供的灵活性能够给合成孔径雷达带来多种能力，可形成窄波束增强信号强度，在方向图上形成零点回避干抗，也可使用宽波束观察大范围区域，甚至可以同时形成多个波東探测多个位置。由于动态超表面可以大批量低成本印制，将会显著降低达的成本。