题目：K波段干涉式综合孔径辐射计射频前端研究

微波辐射计作为一种被动传感器，主要用于测量物体微波辐射。鉴于其具有全天时、全天候工作的优点，而且具有一定的穿透植被和土壤表层的能力，微波辐射计被广泛应用于大气探测、海洋观测、土壤湿度探测、军事侦察、武器制导等领域。为了在这些应用中获得较高的空间分辨率，早期的微波实孔径辐射计，通常需要较大物理孔径的天线，其应用受到了很大限制。20世纪80年代末干涉式综合孔径辐射计成为提高微波辐射成像系统空间分辨率的有效途径之一。干涉式综合孔径辐射计由一组小孔径天线构成天线阵列，通过干涉测量和波束合成技术将小孔径天线阵列等效为大孔径天线，从而避免了使用大物理孔径天线，有效的解决了天线孔径与分辨率之间的问题。

基于综合孔径辐射计的微波辐射成像系统成为解决传统实孔径微波辐射成像系统分辨率瓶颈的有效技术手段，但这是以提高系统的复杂度为代价换取的。综合孔径辐射计为了达到较高的空间分辨率，通常需要较多的接收通道数量。而综合孔径辐射计的性能不仅取决于每个接收射频前端通道的性能参数，还取决于各接收射频前端通道之间的一致性。因此，高性能的射频前端设计及各接收射频前端通道的参数一致性，成为了综合孔径辐射计面临的重要问题。

针对上述问题，详细研究了应用于K波段综合孔径辐射计射频前端的关键技术、实现方式、参数选择、性能分析及多通道一致性等问题。论文主要包括如下几个方面：

第一，介绍了综合孔径辐射计的基本成像原理及系统参数分析。首先介绍了综合孔径辐射计的基本成像原理；然后系统分析了K波段综合孔径辐射计系统视场角与天线阵列大小的约束关系以及视场角的选取范围；讨论了理想情况下空间分辨率及其与空间去相关效应（条纹洗涤函数）之间的关系；最后给出了K波段综合孔径辐射计的系统设计。

第二，研究了综合孔径辐射计接收机的实现方案。给出了接收机的4种工作模式，确定了K波段综合孔径辐射计系统的接收机结构。接着讨论了在不理想情况下（来源于接收机不理想性）对辐射测量精度的影响，包括有限采样面、可视度函数误差等等。根据以上讨论研究了接收机通道对滤波器的要求，给出了K波段综合孔径辐射计系统接收机通道滤波器的标准频率响应即掩板设计和滤波器一致性要求。最后给出了K波段综合孔径辐射计系统接收机实现方案。

第三，设计了综合孔径辐射计射频前端，根据K波段综合孔径辐射计系统总体指标对系统各个模块的指标要求，首先给出了射频前端的各项指标。然后设计了射频前端中的鳍线结构；具有新工艺的H面波导滤波器；具有新结构的全等宽开路端圆角化设计的平行线耦合滤波器；宽阻带低通滤波器；用于实现IQ解调的中频接收机及具有输入输出功率平衡功能的功分器等等。解决了由于生产工艺造成的滤波器性能偏差，提高了接收机的一致性，并应用了TRL方法实现去嵌入过程，解决了测试端口引入的误差。给出了射频前端电路多芯片级（MCM）模块设计，得到了各电路的频率响应。

第四，进行了射频前端及中频接收机的系统测试。完成了稳定性、传输延时、频响曲线、正交相位差、各通道间幅度及相位差、可视度不确定度、相关性测试等等。通过对可视度不确定度的分析及测量，验证了本系统采用的单边带模式下变频后再I/Q 解调（双边带）结构的合理性。最终表明满足系统设计要求，为后续接收机测试提供了参考。